全文共分五部分。

　　(一) 挡板的作用

　　(二) 电子枪挡板对成膜的影响

　　(三) 离子源挡板的常见问题及改善

　　(四) 小结

(一) 镀膜挡板的作用

　　本文以电子束蒸发镀膜机的电子枪挡板和离子源挡板为例，对挡板的作用进行阐述。

　　众所周知，电子枪挡板存在的主要作用是，防止预熔时膜料分子挥发或飞升到基板表面。大部分膜料必须经过预熔才能开始蒸发沉积。在预熔时，电流通常会大于或接近稳定蒸发的电流，此时膜料处于不稳定的可蒸发状态。如果没有挡板遮挡，此时的膜料分子甚至杂质就会飞升到基板表面，从而影响膜厚分布和薄膜表面质量。

　　离子源挡板主要作用是离子源预热或参数切换时，对离子束进行遮挡。确保不稳定的离子不会轰击到基板或膜层。

图为国泰电子枪挡板

(二) 电子枪挡板对成膜的影响

　　很多膜料的熔点都在2000℃以上。当蒸发这些膜料时，电子枪挡板距离蒸发源是如此的亲近，以至于局部温度可以很轻松的飙升到几百摄氏度。而常规不锈钢的形变温度下限为450℃左右。因此，生产实践中高折射率材料的挡板很容易形变。

　　挡板形变不仅会改变TOOLING，影响薄膜光谱的长短，而且会影响膜厚分布的均匀性。

　　挡板通常是沿某个固定方向旋转打开的。由于机械本身特性，挡板从完全关闭到全部打开的这个过程需要一定的时间。图1展示了不同打开程度的蒸发状态。

　　理想均匀的膜厚分布是在挡板完全打开的状态下取得的。当挡板处于关闭和完全打开之间的半开状态时，膜厚在工件盘上的分布是严重不均匀的。半开状态的时间越久，对膜厚分布均匀性的影响就越大。

　　按照小编的经验，挡板开关的时间要控制在1.5S左右。太快，开关过程中振动过大容易造成掉渣;太慢，会加大镀膜厚度误差，均匀性也会变差。

　　显然，如果挡板存在形变，半开时的蒸发状态肯定又会不同。严重形变时甚至会造成预熔时漏料，这可能会引起镀膜事故了。因此要时时检查挡板形状，定期更换新的挡板。

图为变形挡板

(三) 离子源挡板的常见问题及改善

　　小编以射频源为例，对离子源的挡板进行解读。

　　首先复述下射频离子源的工作原理。

　　图2给出了离子源的结构示意图。气体通过一个专门设计的气体绝缘器进入石英放电室，13.56mhz的射频功率通过电感耦合进入放电室离化气体。在产生plasma后、用栅网构成的加速系统将离子引出。最初，离子被带正电的Screen Grid集中、接下来加负电压的加速栅网将离子束引出。被引出的离子形成离子束，向靶标辐射。离子所带有的能量是由Screen grid的正电压和Accelerator grid所加的负电压大小所决定。

图2 离子源结构示意图

　　了解了离子源的工作原理后，可以有以下结论：

　　(一) 离子源内部石英杯区域是始终充斥着气体的，其气体密度远大于真空室内其他区域。

　　(二) 离子经过栅网加速后是近乎直线向上运动的。离子源挡板关闭时，这种直线运动被生生拦截。从栅网出来的离子和气体会被反射或向两侧运动。

　　图3 不同位置的压强有明显差异

　　图3对这两个结论进行了描述。显然，石英杯内压强P3最大，挡板内部和栅网之间的压强P2次之，真空室外压强P1最小，P3>P2>P1。这三个压强会互相影响。任何一方发生了变化，都会导致其他两个发生变化，进而影响离子源的稳定运行。

　　在离子源挡板打开与关闭时，挡板下真空P2会发生剧烈变化，石英杯内压强P1也会随之变化。当挡板高度或大小等不合适时，这种变化会表现的更加明显。严重时就会有数值波动甚至导致离子源异常停止工作，导致正在镀膜的工艺报废。

　　因此，镀膜过程中尽量减少参数变化，合理控制离子源挡板的开关，有利于获得更加稳定的离子辅助效果，有利于得到良好的薄膜微观结果。

(四) 小结

　　以电子挡板和离子源挡板为例，就挡板对镀膜的影响进行了讨论。

　　对于电子枪挡板，要注意：

　　选用好的钢材，防止高温形变。出现形变时要及时更换。

　　挡板开关时间建议再1.5S左右。

　　对于离子源挡板，要注意：

　　依据离子源大小和发射角，选择合适的大小。

　　高度要适中，在不漏离子束的情况下，距离栅网要尽量高。

　　挡板开关时间建议再1.5S左右。