本文为电子束蒸发(EBE)沉积操作的标准实验流程笔记,支持中英文切换阅读。
This post provides a bilingual operation manual for EBE thin-film deposition used in cleanroom microfabrication.
EBE(电子束蒸发)沉积流程包括以下主要步骤,建议全流程约需 30-40 分钟,根据材料数量及沉积层数可能有所变化。
1. 到场检查
- 检查主腔室真空度(优于 1E-7 Torr)
- 检查Load Lock 阀门是否关闭(XFER VALVE 按钮应为红色)
- 检查Load Lock 真空度(一般应优于 1E-5 Torr)
2. LoadLock 装样
- 关闭 Load Lock 推杆开关,等待真空回到常压(约 7.5E2 Torr),打开盖子;
- 取出 hold ring,到操作台贴装样品至 dummy wafer;
- 将 dummy wafer 安装至 hold ring,氮气吹洗;
- 整体装入 Load Lock holder;
- 轻压 lid,打开推杆开关抽真空,直至低于 1E-6 Torr。
2-a. 参数设置
- E-beam Sweep Controller:根据材料选择对应 beam,设置 Program Number 和 Pocket Number,确认 Pattern 正确;
- Deposition Controller:进入 Quick Edit,旋钮选择材料,设置速率和目标厚度,确认并返回主界面。
3. 送样进入主腔室
- Motor Control 设为 Local,转速设为 0;
- 摇杆调整 holder claws 角度与高度(对齐 F line 和 Red Line);
- 打开 XFER VALVE,插入 transfer arm 至顶;
- 提升 claws 超过 Blue Line,拉出 holder,关闭阀门;
- 提升 claws 至顶部,设转速 50 rpm,切换至 Remote 模式,关闭挡板。
⚠️ 操作全程需目视避免碰撞,如有阻碍,及时退回调整 claws。
4. 执行沉积
- 检查 Motor Control 为 Remote Mode;
- 再次确认 beam 设置与 deposition 参数;
- 点击 Run Process,实时监测沉积速率、厚度、功率、电流、电压;
- 程序自动停止。多层材料请重复参数设置与运行步骤。
4-a. 日志记录
- 记录沉积速率与 emission current(从 beam 控制器读取),填写至 log book。
5. 取样
- 停转速至 0,切回 Local Mode;
- 打开挡板,降低 claws(不低于 Blue Line),调节角度对齐 F Line;
- 确保 Load Lock 真空低于 1E-6 Torr,打开 XFER VALVE;
- 插入 transfer arm,降低 claws 至 Red Line,完成交接;
- 拉出 arm,关闭阀门;
- 关闭推杆开关放气,待气压至 7.5E2 Torr;
- 打开盖子,取出 wafer,卸样,归还 holder ring 并重新抽真空。
6. 收尾步骤
- 操作台卸样,dummy wafer 归位,样品收纳;
- 待 Load Lock 真空优于 1E-4 Torr;
- 在 log book 记录离开时间,完成操作。