SQC300310系列膜厚控制仪说明书.docx
- 文档编号:9196607
- 上传时间:2023-02-03
- 格式:DOCX
- 页数:29
- 大小:39.72KB
SQC300310系列膜厚控制仪说明书.docx
《SQC300310系列膜厚控制仪说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《SQC300310系列膜厚控制仪说明书.docx(29页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
SQC300310系列膜厚控制仪说明书
SQC300(含SQC310宽屏、SQC330窄屏)膜厚测试仪使用手册
美国Inficon公司授权销售
1.0简 介
SQC300是多通道石英晶体显示仪,它集合准确性和强大功能为一体,价格非常便宜。
标准配置可测量两个1-6Mhz的晶体探头,控制两个蒸发源,它的8个程序控制继电器和8个数字输入经联结可以很容易支持外部功能,如蒸发源坩锅转位。
选用外部扩展卡可以使探头、输出、数字输入输出(I/O)数量扩大一倍。
另外选用共沉积软件还可以实现四种材料的共沉积功能。
RS232和USB接口是我们的标配,以太网接口备选。
SQC300有两种外观,分别为2U(SQC330窄屏)和3U(SQC310宽屏),除了显示屏尺寸差异,设备配置完全相同。
这章将在初始装配和系统操作方面给你帮助。
请仔细阅读本手册以获得所有操作,膜系设计和安全信息。
1. 1 面 板
ControlKnob RemoteJack
Softkeys
Softkeys(本手册称软键)提供进入设备操作和设置菜单。
软键的功能根据操作菜单功能改变,显示在屏幕的左边。
ControlKnob(本手册称旋转按钮) 用于调节数值,选择菜单选项。
按此键可储存当前设置,然后移到下一个选项。
RemoteJack(本手册称远程控制)连接选配的手动远程控制器。
参见附D
1. 2 背 板
sensor1&2 连接晶振探头(见下一章)
output1&2 将SQC300的输出连接到蒸发源控制输入(见下一章)
I/O(1-8) 连接8个继电器和8个数字输入到外部设备以便程序控制。
参见附C以便连接。
RS-232、USB或以太网 连接计算机以编程和数据接受。
备选以太网可取代USB。
Sensor3&4 、Output3&4、I/O9-16 当选择扩展卡时,可提高输入、输出、数字I/O的数量。
n 接地
powerInput&Fuse 接主电源。
100-120V/200-240V,25W,50/60Hz自动可选。
警告:
选择适当类型和功率的保险丝以实现长期保护。
警告:
选择可移动电源线,功率和电流适合,要接地。
1.3 系统连接
探 头:
装晶振片并测量蒸发速率和厚度,晶振片要时常更换,分90度和180度两种
高温电缆:
联结探头和接口(标准是M/M)
真空接口:
将电线和冷缺水在真空室与外部之间分开。
6“BNC电缆:
提供接口和振荡器之间软连接。
尽可能短!
振荡器:
含有电子器件以控制晶振片,电缆到晶振片长度不超过40“
10”BNC电缆:
连接振荡器和SQC300。
大于100“可以接受。
控制输出电缆:
连接SQC300和蒸发源控制系统。
10“以内
地线:
连接真空系统到SQC300的地线。
减少噪音。
1.4 安 装
警告:
请仔细区分SQC-300电缆与其它含高电压和产生噪音的电缆。
整体安装:
SQC-300安装在电控柜上。
电源连接:
SQC-300自动探测100-120V或200-240V,50/60Hz电压。
探头连接:
BNC电缆通过真空接口将振荡器连接到需要的探头。
详见上图。
蒸发源输出:
将BNC电缆从SQC-300输入连接到电子枪控制输入。
若有问题,请咨询电子枪厂家。
数字I/O输入:
参附C
计算机连接:
如果用户想用WINDOW收集数据或编程,可以使用RS232电缆将膜厚仪和电脑连接,也可通过USB接口连接。
如果您指定USB接口,则厂商提供RJ-45以太网联接器。
请注意随机光盘中附带通讯软件(comm..exe)
1.5 菜 单
启动设备后,SQC-300很快显示初始信息和版本,然后进入主菜单。
注意:
如果你需要密码,使用屏幕左边的功能键,从上到下分别为1到6。
设立密码参考系统章节。
菜单第一行显示膜系的名称(Process1),后面是按“Start”键开始要运行的层数和膜系总层数(Layer1of1)。
再右边是此膜系已运行的时间(Run#:
0)
菜单的第二行是状态行。
显示膜系循环的状态、其它状态或错误信息(如Stop)。
当膜系开始后,右边显示膜系持续的工作时间。
三个曲线可显示:
速率、速率偏差、输出功率。
曲线是二维的。
曲线下面是两行镀膜数据(如果加选选配卡,则有四行),包括工作速率、速率偏差、厚度和输出功率。
另外,它可显示测试的速率和厚度与设置值的比较。
随着镀膜状态,菜单的变化,六个软键的作用也会改变。
按NextMenu可显示选择的下一个菜单。
因为菜单3(MailMenu3)功能可完全重新定义一个膜系,所以只能在膜系非工作状态时使用。
花些时间在这三个菜单之间移动。
特别是菜单3(MainMenu3),我们在设立一个膜料选择时将覆盖菜单3的设值参数。
1.6 膜层沉积介绍
SQC-300可存储收到的反馈,提供控制膜系的操作功能。
一个典型的镀膜程序如下:
分成三部分
Ramp:
预熔升温 Soak:
保持 Deposit:
镀膜
在预熔的过程中,功率慢慢增加。
当材料到达沉积速率时,镀膜开始。
镀膜过程中,PID调节电子枪功率,维持需要的蒸发速率。
共沉积时,几种膜料可同时进行蒸镀。
当需要的厚度达到时,蒸发源功率输出为0,此时这层镀膜停止或下一层镀膜开始。
1.7 建立一个膜系
这部分简单指导如何建立和运行一个一层简易膜系。
第2章有详细说明。
建立膜料:
膜料是指要蒸发的材料和设置必要的蒸发参数,开始时膜料序列可能是空白的。
按Nextmenu直到Film菜单显示。
按FILM菜单查看已有的膜料,将设置键转到空白(EMPTY)处。
按CREAT键在此位置建一个膜料。
记住你建立膜料的序号,从现在起它开始接受蒸发参数。
按RETURN键返回主屏幕。
现在我们可以确定至少有一个膜料存在。
我们要用这个膜料建立一个单层膜系。
选择膜系:
按住Process菜单显示各种膜系。
把设置键转到空白处。
按住CREAT键创建一个膜系。
或按SELECT键选择存在的膜系。
编辑膜系:
按EDIT键查看一系列层数(在选定的膜系中)。
没有设置的膜厚仪列出的层数应是空白。
插入膜层:
按INSERTLAYER,然后选择你创建的膜料,按INSERTNORMAL插入选定的膜料作为1层,显示返回到膜层选择菜单。
一个膜系包括一层或多层。
每层有一种膜材料或多种膜料(共沉积时)。
这个例子中,膜系只有一层。
编辑膜层:
当一层被选中。
按EDIT显示编辑菜单。
编辑菜单操作:
在一个菜单中编辑一个设置,转动控制按钮转到需要的设置,按住EDIT键
NEXT:
存储数据,移到另一个编辑。
CANCEL:
停止编辑,返回到以前设定的值
ENTER:
停止编辑,保存选定的值。
在编辑状态下,转动控制钮,设定所需要的数据。
编辑层数1:
花些时间浏览1层的参数和编辑的值。
当你感觉好的时候,确定1层的值与上述相匹配。
按MAILMENU返回主菜单。
1. 8 沉积一种膜材料
注意:
你可以模拟下列过程,无需真正操作。
在系统菜单(SystemMenu),选择SIMULATE模式为ON。
模拟状态在实际给蒸发源通电前测试膜系非常有用。
3.6节参考详细信息。
确定探头操作:
按NEXTMENU直到探头信息(SensorInfo)菜单显示。
按住SENSORInfo显示晶振片读数。
探头1应是ON,显示的%值超过50%。
如果不是,仔细检查探头联接(1.3节)。
参考最小/最大频率(3.6节)
按EXIT返回主菜单
显示功率曲线 按NEXTGRAPH直到显示功率/时间曲线
确认输出操作 按NEXTMENU直到自动/手动(Manual/Auto)键显示。
按START开始手动模式。
慢慢转动控制按钮提高蒸发源的电压。
输出1的蒸发功率(%)读数(右下,曲线下面)与实际蒸发源输出相近。
如果不是,检查你的HOOKUP(1.3),参考显示电压(Scale1)(3.6节)。
警告:
如果输出电压与蒸发源实际电压不同,则按STOP键停止。
进入自动模式:
按NEXTMENU直到MANUAL/AUTO出现,再按一下就变为AUTO/MANUAL后,输出就处在PID控制下。
任何时候按STOP可停止,将输出电压变为零。
2.0 介 绍
这章关于操作SQC-300的任务。
前提是你必须明白基本操作和数据设定。
详细的数据设定在第三章有介绍。
2.1 定 义
下面几个概念要经常使用。
你必须要明白其意义:
材料(Material):
沉积的物理材料。
约100种材料数据储存在SQC-300。
其它可以用设置软件装入。
三个数据可以完全定义一个材料:
名称、密度和Z值。
常用的材料名称、密度和Z值表列在附A。
膜料(Film):
一个材料如何被沉积的。
它包括材料定义和预熔、沉积、沉积之后。
因为膜料定义不包括速率,厚度。
一个膜可以被不同的层数和膜系调用。
SQC-300能存储25种膜料。
层数(Layer):
层数是膜系的基本组成。
一层包括一种膜料、厚度和蒸发速率。
层数也定义哪个输出口,探头在被使用。
膜系(Process):
一个膜系就是一系列层数的组合。
SQC-300可以存储25个膜系,包含400层。
过程(Phase):
沉积循环中的一步。
预熔包括升温1(Ramp)、保持1(Soak),升温2(Ramp)、保持2(Soak)。
沉积过程包坩锅转位、挡板迟滞、蒸发、增加蒸发功率。
包括蒸发后过程。
2.2 定义一个膜料
膜料就是被蒸发一种材料,包括相关设置数据。
要记住一种膜料可以在多层中使用,甚至可以在多种膜系中使用。
编辑一个膜料将导致引用此材料的每一处都会改变。
按NEXTMENU,直到FILM菜单显示(主菜单第三层);按FILM菜单,25个膜料(或空)将被显示。
要定义一个新膜料,移到空白处,然后按CREAT键,一个新的膜料被加入存在的膜料系列中(你可以用SQC-300设置软件分配叙述性膜材料名称,如分子式,但不能支持中文)。
按EDIT显示膜材料的设置数据。
P值就是输入功率的%比与膜系蒸发速率的%比。
I值(整体)是速率偏差/时间的总计,以便得到更好的速率设立点。
D值是对速率突然改变的反应速度。
大量的因素决定了合适的PID设置。
这章后面LoopTuning章节详细说明如何设置PID。
开始时,可以设定如下PID值:
P=15,I=5,D=0。
FilmTooling(工具因子)就是调节实际厚度与测试厚度的差异。
这个值很少被用,但可以在一个膜料特别分散的情况下使用。
参考系统菜单(System)中XtalTooling。
Pocket指选择装膜料的坩锅。
这个值要求系统设置中为I/O设置适当的坩埚继电器(PocketRelay)。
下一章内容包含晶振片质量、稳定性和失败模式。
才开始操作时,将质量、稳定性设置为不工作(disabled),失败模式设为停止(Halt)。
选中了一种材料,按编辑(Edit)在材料列表中移动。
选择需要的材料,按进入(Enter).你也可以改变密度和Z值,但是这些值不应该会错。
如果要增加一个材料或编辑一种存在的材料,你必须使用SQC-300的设置软件(光盘随附)。
预熔条件调节输出功率以在镀膜前/后取得材料的目标形态。
按预熔条件(FilmConds)菜单进入。
Ramp1从0%功率开始,在Ramp1时间内使功率增加到Ramp1水平。
设置Ramp1的功率和时间,使之接近熔点状态。
设置SOAK1时间均匀熔解。
设置Ramp2功率慢慢接近蒸发功率。
SOAK2将材料保持在此状态直到蒸发开始。
如果在蒸发后自动填料,设置加料功率和时间。
Idle就是将功率渐变为0。
按前一个(PrevMenu)菜单返回主菜单。
现在按蒸发控制(DepositControls),此包括改变蒸发过程中数据。
档板迟滞(ShutterDelay)使档板延迟打开直到蒸发速率稳定下来。
Capture是打开挡板到蒸发状态所必需的速率偏差%。
ShutterDelay是取得Capture的最长等待时间。
将ShutterDelay和Capture设置为“不工作(Disabled)”。
在共蒸发时,SQC-300(如果选配了共蒸发软件)将在蒸发前等待所有材料到达Capture的状态。
如果有一个材料在档板迟滞时间内未能取得速率Capture,将会有错误显示。
如果SQC300不能保持需要的蒸发速率(比如,没有膜料或探头出错),可以选择下列三个动作:
继续偿试(Ignore),或将功率输出为0以便停止镀膜(Halt)或保持连续的功率(Hold),用以前好的速率继续镀膜达到需要厚度,直到你的膜料是被知的和稳定的。
最好为设置Ignore(忽视)。
RateSampling(速率取样)可以在高速率膜厚系中延展晶振片的寿命。
选择Cont(连续)以便终止这项功能。
如果选择时间(Time),探头档板会在设定的时间内关闭,在设定的时间再打开,取样速率。
AccBased(基于准确性),就是关闭档板一定的时间,然后再打开档板直到取得需要的速率。
速率取样的功能仅适用于镀膜速率特别稳定情况。
2.3 定义一个膜系
按下一个菜单键(NextMenu)直到显示ProcessMenu,按住PressMenu,共显示25个膜系(或空白)。
转到(空白处),按创立键(Creat),一个新膜系将创立。
(用SQC-300设置软件设立叙述性说明)。
按选择键(Select),然后按编辑(Edit),显示此膜系包括的所有层数和材料。
如果在膜系中增加一层,移动到要加入层数的地方,按插入一层(InsertLayer),从材料列表中选择需要的膜料,按InsertNormal插入新的膜层。
新膜层总是插在选择的膜层前面,选择的膜层和后面的膜层会自动向后移。
提示:
当设立膜系的时候,最方便的是在最后一层加入一个虚拟层,总是在这层前插入。
当一个膜系设立结束时,删除这个虚拟层。
在一个膜层中加入另外一种材料,将会实现共蒸发。
在需要共蒸发的膜层后选择膜层,按InsertLayer选择需要的材料,按InsertCoDep.共蒸发的材料将会插入选择的膜层之前,并会显示这个共蒸发膜。
下列表显示2个材料与材料1共蒸发,然后第四个材料被蒸发作为另外一层。
删除一层,先选择要删除的层数,然后按剪切/粘贴(Cut/Paste)键。
在Cut/Paste菜单,按Cut移走这层膜层,然后按PrevMenu返回膜层选择菜单。
选择一层膜层,按Cut/Paste,剪切或复制一层膜层。
按Cut移走这层膜。
这层膜的信息自动保存在Copy/Paste记忆中。
按Copy保存膜层信息,不会移动这层膜。
不用离开Cut/Paste菜单,选择要加在其前面的膜层,选择正常粘贴(PasteNormal)或共蒸发粘贴(PasteCoDep).(如果选择了共沉积的功能)
Cut/Paste操作可重复多次。
每次Cut操作就重写Cut/Paste记忆。
按住PrevMenu返回膜层选择菜单。
Cut/Paste记忆将丢失!
!
(CUT/PASTE的功能与电脑的剪切/贴贴功能一样)
注意:
一旦一个膜料被安排在一个膜系的一层,你不能改变这个材料。
而应是删除这层,插入新膜层,然后选择需要的材料。
2.4 定义膜层
按ProcessMenu.选择需要的膜系,按EDIT键,再选择需要的层数,按EDIT。
初始速率(InitialRate)和最后厚度(FinalThickness)是材料在这个膜层的主要设立值。
时间和厚度设定点是这二个值达到时将会激活一个输出。
开始模式(StartMode)在多层镀膜中使用。
自动状态下(Auto),在前一层膜镀完后,后一层自动开始。
手动状态下(Manual),需要人工按Start开始下一层镀膜。
不要把手动开始与手动加功率功能混淆。
输出(Output)将膜层/材料的数据分配到SQC-300后面板的输出端口。
膜层/材料的功率、预熔、PID设置将应用于选定的输出端口。
给你的膜料和电源设置恰当的最大功率(MaxPower)和速率偏差(SlewRate)值。
现在开始,两个值均设为100%,但如果你发现很小的功率改变会产生很大的蒸发速率的改变,则应两个值设置降低。
SQC-300可以使用多探头测试镀膜的速率和厚度。
当多探头被选用,探头将被均匀使用。
将要被使用的探头设置为ON。
速率曲线(RateRamp)允许PID控制的蒸发速率在PID控制下随着时间变化。
每个速率曲线有一个开始厚度,到新速率曲线时间后将有一个新的速率设置值。
每个膜层可以有两个速率曲线。
2.5 探头安装
探头安装涉及探头的选择、设定最大/最小频率和调整Tooling值。
在SystemPrams菜单中,最大频率是新晶振片的初始频率,典型值是6.oe+0.6Hz(6Mhz)。
由于晶振片生产厂的误差不一样,有些晶振片初始振荡频率大于6Mhz,可能检测为晶振片失效。
要将最大频率调整适当大于6MHZ,比如6.1Mhz.
最小频率是当晶振片失效时SQC-300提示的频率。
对于6Mhz晶振片而言,最低频率为5Mhz。
晶振片的寿命可以被提前探测到,比如频率突然大副度变动或停止振荡。
一些材料会使晶振片在大于5MHZ时就失效。
实践中设置最小频率的值可以在晶振片真正失效前就提示我们。
为了尽早知道晶振片就快失效,CrystalQualityandStability值在材料参数中也有设置。
参考第三章详细信息。
SensorToolingandSystemTooling(SystemParams菜单)调节测试的蒸发速率与基片实际速率的误差。
左边的情况下测试的值小于实际的值。
右边的图例中,值要高。
Tooling是实际值/测定值的比。
比如,测试值是1.000kA,实际值是1.100kA(可以用其它设备测试,如StylusProfilometer)。
Tooling值是(1.100/1.000)x100=110。
一个简单的原则就是:
如果速率/厚度值低,则提高Tooling值。
反之,则降低Tooling值。
XtalTool1和2调节相关的探头的Tooling值。
在多探头的情况下这个值非常重要。
SystemTooling适用于所有探头,用于调整系统的差别而导致的实际与测试的区别。
总而言之,晶振片的Tooling值应正确使用(xtal1和2)。
MultiXtalCount是多探头中晶振片的数字值。
对于标准单探头和双探头,值应为0。
任何联接的探头(不管设置是On或Off)应显示频率和余下的%值(根据设置的最大最小值)。
对于一个新的探头,这个值应接近100%。
如果值为0%或跳动,仔细检查电缆和晶振片在探头内的安装。
Sigma提供一个小的5.5Mhz”测试晶振片,如果%值不正确,断开6“BNC电缆与振荡器的联接。
对于典型的6Mhz和5Mhz设置,%寿命应为50%。
探头被分配到每一层,如第三章,分配到编辑膜层。
更多的探头系统信息在这章之后的解决问题中有说明。
2.6 蒸发源安装
SQC-300是通过蒸发源电源来控制蒸发速率。
SQC-300输出电压范围在SystemParams中设置。
对于相应的每个输出,设置控制电压显示与电源提供商输出100%匹配。
SQC-300用0v作为0%输出,设置值为100%。
显示值-10V和+10V之间是可能的。
2.7运行一个膜系
当一个膜系定义了适当的层数,探头和蒸发源控制系统也已正确联接,我们就可以试运行膜系。
这节介绍如何选择、开始和终止膜系。
当膜系不运行时,有三个主菜单(运行时有两个)。
按NextMenu察看这三个键。
NextMenu是三个键中第一个。
Start/Stop是每个菜单最后一个软键。
主菜单1显示的软键用来控制镀膜。
快速编辑(QuickEdit)是正在镀膜时提供迅速到达最常用的膜系参数的键。
按快速编辑上的下一层(NextLayer)和上一层(PrevLayer)查看膜层。
按ToMain返回主菜单屏幕。
自动/手动(Auto/Manual)键的功能是在自动(PID)控制和手工(人工)控制之间转换。
在手工模式下,SQC-300立刻开始膜层的蒸发过程,不管膜系是停止或运行的,PID循环将停止,用前面板的旋转按钮来控制输出功率。
在人工模式下,将经常显示速率曲线,手工调节输出功率以得到需要的蒸发速率。
人工模式下,很容易超过膜层的最终厚度,所以要小心阅读厚度数据。
人工模式在决定预熔功率和自动循环方面是非常有用的。
从人工模式转到自动模式,SQC-300将在PID控制下运行,PID控制镀膜循环以得到蒸发速率设置值,这可能会导致输出功率的迅速改变。
注意:
不要将Manul/Auto功能键和自动/手动开始模式搞混。
Manual/AutoStart键是告诉SQC-300在开始镀一新膜层时,需要人工介入。
复零(Zero)软键可以在任何时候用来将厚度复零。
这个通常不需要,因为SQC-300要在开始每膜层时自动将厚度复零。
然而,在人工模式和模拟状态时非常有用。
NextLayer移动到下一层,以便Start软键开始镀下一层,在程序结束后回到第一层。
最后一个软键用于开始和停止蒸发过程。
开始键用于在预熔状态下开始第一行显示的膜层。
按Stop键停止现在膜层。
按START键可重新开始现在的膜层。
按NextLayer,再按Start,可开始镀任何膜层。
注意:
当一个膜系第一次运行时,最好(最安全)是让SQC-300在模拟模式下运行。
如果最底下的软键没有显示模拟开始模式,按SystemParams,然后设置Simulate模式为On.
已经作了充分准备,我们可以开始镀膜!
按开始(Start)键开始镀膜。
如果第一层开始模式设为人工状态,你需按StartLayer软键开始镀膜。
镀膜从第一层膜的预熔开始,当预熔结束,开始蒸发。
当膜层达到设定的最后厚度,自动喂料和结束开始(如果设制)。
如果第二层是自动开始,当第一层结束时第二层立刻自动开始。
如果第二层是手动开始或是最后一层,膜层就会停止等待操作人员的指令。
在镀膜过程中,Stop键将被显示。
按Stop键可暂时停止现在的膜层。
Start键重复停止的膜层,从预熔开始,NextLayer会允许你从另一层开始。
(新版的SQC300可以在已度的厚度上继续开始,但旧版的只能从0厚度开始)
注意:
按主菜单2上Abort软键彻底终止任何镀膜过程。
在模拟状态下多花些时间验证每层膜每个阶段膜系的顺序是否如设立的一样。
如果不是,用快速编辑键进行更正。
因为镀膜过程是模拟的,有一些参数在PID状态下可能是不正确的。
但在模拟状态下你可以掌握每个参数的作用。
在Auto/Manual模式下,用NextMenu来选择。
如果你在模拟状态下验证了这个膜系。
你可以将Simulate设为Off开始实际
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- SQC300310 系列 控制 说明书