膜厚控制儀培訓

1、INFICON公司的膜厚控制儀系列：Update:18/11/20051膜厚控制儀培訓 IC/5 XTC/2，XTC/C XTC/3 XTM CYGNUS如何使用本培訓資料一 本培訓資料僅用于內(nèi)部工程師培訓， 也可用于Agent培訓 可選擇性用于客戶，銷售人員培訓2如何使用本培訓資料二本培訓包括： 膜厚儀原理（突出Modelock) IC/5 膜控儀 * IC/5 性能指標 * IC/5 編程 * IC/5 維修 附件（探頭，法蘭，晶片） * 如何正確選擇 * 如何正確使用 * 維護與維修3膜厚控制儀組成4Inficon 膜厚控制儀產(chǎn)品歷史5 膜厚控制儀是利用石英晶體的壓電效應，通過測量 石英

2、晶體的震蕩頻率的變化轉(zhuǎn)換出膜的厚度 電場加到石英晶體上可使晶體產(chǎn)生振蕩 最低的振蕩頻率叫做基準頻率 本公司的晶片的基準頻率是 6 MHz 膜厚測量原理6簡單的鍍膜機Sensor with CrystalFeed-throughOscillator (XIU) & Cables7測量原理石英晶體的頻率飄移與附加上的質(zhì)量的關系： 附加上的質(zhì)量增加，振蕩頻率降低 質(zhì)量 = 密度 X 面積 X 厚度8膜的厚度 (Lu and Lewis) :Tf = (Nq dq / p df fc Z) arctan (Z tanp (fq - fc)/f q)(accurate for 2MHz frequenc

3、y shift)Z 比率:Z = ( d q mq / d f mf ) Tf = 膜厚Nq = 166,100 Hz cm for AT cut quartzdq = 石英密度 df = 膜的密度fc = 鍍膜后的頻率. fq = 未鍍膜前的頻率mq = 石英的切變模量 mf = 膜的切變模量測量原理9有源振蕩器在振蕩器電路中晶片是有源元件 晶片振蕩需要吸收能量, 隨著鍍上的質(zhì)量的增加，振蕩所需的能量也要增加，最終電路提供的最大能量也不能使晶片震蕩，就會出現(xiàn)晶片失效的報警。 但晶片振蕩頻率會跳躍到某頻率，在該頻率下其振蕩所需的能量降低（即晶片在基準頻率以外的頻率處振蕩） 不同的振蕩頻率質(zhì)量與

4、頻率的關系是不同的 所以“頻率跳躍”會導致鍍膜速率與厚度的偏差。傳統(tǒng)測量技術10ModelockTM 專利技術 晶片在電路中是無源元件 數(shù)字合成頻率施加給晶片 測量晶片（電路）對施加的該能量的反應 如果反應是電感性的，說明施加的頻率比晶片的基準頻率高如果反應是電容性的，說明施加的頻率比晶片的基準頻率低如果反應是純電阻性的，說明施加的頻率與晶片的基準頻率一致INFICON 專利測量技術 ModelockTM11 我們連續(xù)調(diào)整施加的頻率，使其跟蹤晶片的基準頻率，該頻率 由于晶片質(zhì)量增加而降低。 這使我們可以連續(xù)鎖定在基準頻率，排除了“頻率跳躍及其造成 的誤差。 我們設計的測量演算系統(tǒng)可以檢測到非常

5、低的能量水平，因此 延長了晶片使用壽命，提高了靈敏度 我們也可測量兩種不同的測量頻率，基準頻率和某非諧振頻率 這樣就可實現(xiàn)自動測量Z比率 = AUTO Z專利技術 ModelockTM 12 消除頻率跳躍 對高阻尼的晶片延長了壽命(200%) 0.005 Hz 測量精度 測量速率 10 Hz 可自動檢測聲阻抗率: -“Auto Z”ModelockTM 優(yōu)點13頻率跳躍-測量誤差14晶片壽命-耗材成本15Z 比率-測量誤差16AUTO Z 的優(yōu)點17 基本控制功能 - 控制源的功率 - 控制坩堝轉(zhuǎn)位 - 控制擋板開關擴展控制功能 - 提供繼電器控制信號 - 可控：真空計，真空泵，計時器，膜厚控

6、制儀的控制功能18電源功率時間鍍膜前 鍍膜中 鍍膜后膜控儀的工作流程預熔2預熔1功率提升2功率提升1鍍膜速率提升1鍍膜功率降低1功率降低2功率保持19 性能卓越的IC/5 膜厚控制儀20 使用ModelockTM 技術 晶振片頻率可使用范圍比傳統(tǒng)技術提高50% - 達到1.5MHz（6.0-4.5 MHz） 高的測量分辨率：0.006 埃/秒/每次測量 （D=1.0,Z=1.0,F=6Mhz) 典型膜厚精度：0.5% 可實現(xiàn) 自動 Z參數(shù)及自動調(diào)整功能 - 用于復合材料/混合材料等材料參數(shù)不確認時 - 大大提高測量精度 auto-z.bmpIC/5 性能參數(shù)及突出特點高精度21 可同時控制兩個

7、蒸發(fā)源或電子槍實現(xiàn)共鍍膜 - 利用儀器自動交互式校準，實現(xiàn)精確控制兩種材料 的比例 可同時連接6個源，可控坩堝位64位 - 控制電壓0至+/-10V 或+/-5V或+/-2.5V 可同時連接測量8個探頭，同時顯示各探頭工作信息 可單獨設定六探頭各個工作位置針對不同材料IC/5 性能參數(shù)及突出特點特殊功能22 TTL/CMOS輸入：標準14個，可選至28個 繼電器輸出：標準8個，可選至24個，可編程（30V,2.5A) 可選的DAC記錄儀輸出 ,可選的14位TTL輸出功能強大的邏輯編程語句控制 - 可執(zhí)行100 條 IF / THEN 邏輯語句 - 各系統(tǒng)可通過邏輯編程語句自動控制 - 可控制鍍

8、膜過程 - 可控制外部輸出狀態(tài) - 可控制計時器或計數(shù)器 - 可控制顯示信息IC/5 性能參數(shù)及突出特點-強大的I/O功能23 一次可執(zhí)行50 工藝過程 一次可完成250 膜層 儀器自帶材料庫（255 種）可供選擇 - 可同時對24種材料進行編輯IC/5 性能參數(shù)及突出特點-復雜的工藝控制24 屏幕可打印 數(shù)據(jù)可自動存儲至計算機，記錄儀，軟驅(qū)等 可利用計算機編程，利用軟盤轉(zhuǎn)存至儀器IC/5性能參數(shù)及突出特點-可選擇的存儲25IC/5的編程26前面板27后面板RS 232 I I IIEEECH2CH1CH4CH3CH6CH5CH8CH7RELAYOUTPUTSENSOR8/14/0 8/14/

9、0 8/0/14PRINTERCH1CH2CH3CH4CH5CH6+24VDCRELAYINPUTRELAYINPUT28工作顯示屏29電源功率時間鍍膜前 鍍膜中 鍍膜后源與探頭擋板打開源與探頭擋板關閉源與探頭擋板關閉鍍膜過程源擋板關閉，探頭擋板打開預熔2預熔1功率提升2功率提升1鍍膜速率提升1鍍膜功率降低1功率降低2功率保持30READY （待機） 2. SOURCE SWITCH （源轉(zhuǎn)換） 3.RISE TIME 1 （上升時間1）4.SOAK TIME 1 （預熔時間1）5. RISE TIME 2 （上升時間2）6. SOAK TIME 2 （預熔時間2） 7. SOAK HOLD

10、1-2（預熔維持1-2）8. SHUTTER DELAY （擋板延遲） 9. CONTROL DELAY（控制延遲）10. DEPOSIT （鍍膜） 11. Rate Ramp Time 1（速率斜臺時間1）鍍膜過程狀態(tài)及術語3112. Rate Ramp Time 2 （速率斜臺時間2）13. RW SAMPLE （速率監(jiān)測采樣）14. RW HOLD （速率監(jiān)測維持） 15. MANUAL（手動控制）16. TIME-POWER （時間-功率控制）17. FEED RAMP （供給斜臺） 18. FEED（供給） 19. IDLE RAMP （空閑斜臺） 20. IDLE POWER （空

11、閑功率） 21. STOP （停止） 鍍膜過程狀態(tài)及術語32編程33源/探頭編程34進入探頭編程35探頭編程36進入源的編程37源的編程38坩堝選擇最多可編碼 64 位坩堝位繼電器動作是由二進制編碼觸發(fā)即 : 四位的源需用2個繼電器, 八位的源需用2個繼電器僅需選擇第一個繼電器（繼電器n） ,作為最低位，儀器會自動定義其他的繼電器.坩堝 繼電器 n+2 繼電器 n+1繼電器 n 二進制1開開開0002開開關0013開關開0104開關關0115關開開10039進入材料編程40材料編程41選擇材料42定義材料43材料編程44材料編程45 PROCESS GAIN:工藝增益定義給定速率變化情況下所需

12、的功率變化率.該值越大，所需的功率變化越小.計算方法：速率的變化值除以功率的變化值（d Rate/ d Power)范圍： 0.01 到 100.SYSTEM DEAD TIME系統(tǒng)延遲時間(僅對PI 及 PID ):功率變化與其導致的速率開始變化的時間差.范圍： 0.01 到to 50 秒. PRIMARY TIME CONSTANT 主時間參數(shù) (僅對PI 及 PID ) :速率開始變化與到達設定變化幅度的63%所需的時間范圍： 0.01 到200 秒控制回路參數(shù)46速率20100功率埃/秒百分比20190速率變化 = 10功率變化 = 1CONTROL GAIN = 速率變化值/功率變化

13、值 = 10 / 1 = 10 PROCESS GAIN工藝增益47時間提高功率速率上升系統(tǒng)延遲時間速率功率SYSTEM DEAD TIME系統(tǒng)延遲時間 48速率開始上升 63% 點 主時間常數(shù)時間速率功率PRIMARY TIME CONSTANT主時間常數(shù)49Master tooling 及Sensor tooling 系統(tǒng)及探頭系數(shù)系數(shù)直接顯示了顯示厚度與實際厚度的比例關系.例如.: 基片上的實際測量厚度比IC/5 顯示的厚度多10%，則提高該系數(shù)10%。 系數(shù)范圍： 10% 到 400%.（ 密度與顯示的速率及厚度成反比）501. 安裝測試基片到系統(tǒng)的基片架上.2. 執(zhí)行鍍膜，測量實際厚

14、度.3. 利用下面的關系式計算系數(shù): Tooling (%) = TF I * ( T M / T x )其中TF I = 初始系數(shù)T M = 基片上的實際厚度T x = 儀器顯示的厚度讀數(shù).獲得系數(shù)值51可用來監(jiān)測速率的不穩(wěn)定性 Q 參數(shù) 速率偏移界限9 2.5%8 5.0%7 7.5%610.0%512.5%415.0%320.0%225.0%130.0%0Disabled偏移界限值時計數(shù)器加1，偏移 400), 檢查晶片與支持架的 接觸表面是否干凈鍍膜造成的表面應力 更換晶片探頭冷卻不充分 提高流量,降低水溫,屏蔽探頭 速率控制不良:速率信號不穩(wěn)定控制回路參數(shù)沒優(yōu)化電子槍10HZ 測量速率掃描 改變掃描速率常見故障診斷129常見故障診斷 厚度控制不良：熱不穩(wěn)定性：源加熱時顯示厚度減小，鍍膜結束后顯 示厚度增加。 探頭冷卻不充分 提高流