ВАКУУМНАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК VACLEADER.

Вакуумная напылительная система VACLEADER позволяет проводить напылением материалов разыми вакуумными методами в одном технологическом процессе. В рабочей вакуумной камере напылительной установки может быть размещено несколько источников напыления разного типа: магнетроны, ионно-лучевые пушки, источники электронно-лучевого и (или) резистивного испарения, источники для напыления OLED. Возможна разная комбинация устанавливаемых источников и их количество. Вакуумная напылительная система VACLEADER может поставляется с шлюзовой загрузочной камерой, широкой номенклатурой внутрикамерной оснастки и большим количеством дополнительных опций.

Напылительная система обеспечивает неравномерность напыления при использовании планетарного механизма <2% для пластин 100 мм и <3% для пластин из разных партий, или неравномерность менее 5% при использовании вращающегося подложкодержателя на одну пластину.

Благодаря большому выбору типоразмеров вакуумной рабочей камеры и большому количеству возможных опций, напылительная установка VACLEADER является идеальным выбором для отработки технологических процессов, мелко- и среднесерийного производства, и может быть использована в большинстве наиболее ответственных технологических процессов: полупроводниковой промышленности, МЭМС, “Lift off” технологии и для напыления оптических покрытий (в этих двух случаях устанавливается более более высокая камера, что увеличивает равномерность осаждаемой плёнки), для напыления структур со сложной стереохимической структурой и плёнок.

При изготовлении данной напылительной системы используются комплектующие только лучших европейских, японских или американских производителей (затворов, насосов, магнетронов, блоков питания, РРГ и т.п.), что является гарантией высокого качества системы и в дальнейшем значительно облегчает ее сервисное обслуживание. Если бюджет не позволяет приобрести установку со всеми необходимыми узлами в текущий момент, данная вакуумная напылительная система может быть заказана в конфигурации, позволяющей её последующую модификацию.

Ниже приведено описание узлов вакуумной напылительной установки VACLEADER с возможными опциями. Так как база вакуумной напылительной установки VACLEADER разрабатывалась с целью дать наиболее широкий диапазон возможностей при напылении тонких плёнок, то данная установка легко модернизируется под вашу задачу. Сообщите, какие опции необходимы для решения ваших задач, и они будут интегрированы в напылительную систему.

При использовании ЭЛИ или резистивного источника рекомендуется использовать загрузочную камеру, что обеспечивает сохранность испаряемых материалов в чистом состоянии (не происходит окисления материалов) и уменьшает время технологического цикла. При использовании шлюза процесс перемещения образцов между загрузочной и напылительной камерами осуществляется с помощью вакуумного манипулятора. Процесс напыления может осуществляться последовательно двумя магнетронами, одновременной работой двух магнетронов, ил последовательно - из четырех тиглей электронно-лучевого источника.

Все источники, имеющиеся в камере напылительной установки, защищены во время процесса напыления заслонками и экранами. Для чистки (травления) поверхностей напыляемых образцов можно использовать три механизма:
1) ВЧ-плазмой,
2) тлеющим разрядом,
3) с помощью ионной пушки (направленным пучком атомов аргона).

Данные методы чистки значительно усиливают адгезию напыляемой плёнки. Если магнетроны идут с ВЧ-блоком питания, рекомендуется использовать ВЧ-плазму для чистки образцов, если магнетроны идут с блоком питания постоянного тока – тлеющий разряд, т.к. это удешевляет стоимость установки. Очистка подложкодержателя с помощью ионной пушки приведёт к значительному удорожанию стоимости установки (прим. на 50 тыс. долларов США), но даст дополнительное преимущество, так как ионную пушку можно будет использовать для ионного ассистирования процессу напыления, что значительно улучшает характеристики напыляемых плёнок.

Вакуумная откачная система вакуумной напылительной системы VACLEADER состоит только из безмасляных высоковакуумных средств откачки: высоковакуумных турбомолекулярных насосов или безмасляных криовакуумных насосов. Шлюзовая камера имеет свою высоковакуумную откачку, что расширяет диапазон техпроцессов и делает напылительную систему более гибкой. Напылительная система имеет полностью автоматическое управление от ПК, что позволяет проводить процесс напыления оператору невысокой квалификации (например, студенту) после того, как технолог запрограммировал весь процесс работы установи (указание последовательности включения узлов установки и их параметров). ПО позволяет сохранить весь тех.процесс и затем многократно его воспроизводить. Система работает в ручном и автоматическом режимах. При работе от ПК существует 3 режима (оператора, технолога, сервисный).

Если для Ваших задач достаточно напыления с 2-х или 3-х магнетронов, или нужно только электронно-лучевое напыление, или только резистивное напыление, при этом размер подложки менее 20 см (или планетарный механизм на 3 подложки по 10 см), обратите внимание на нашу серию VS (Vacuum Small), модели VSM-100, VSM-200 (magnetron), VSE (e-beam), VSR (resistive).

Спецификация основных узлов вакуумной напылительной установки VACLEADER.  

Рабочая (напылительная) вакуумная камера
Вакуумная камера вакуумной напылительной установки VACLEADER изготавливается из высококачественной нержавеющей стали с обязательной электрополировкой поверхностей, что значительно уменьшает скорость откачки в диапазоне глубокого вакуума.
Вакуумная камера имеет D-форму в сечении, и плоскую дверь. Данная форма рабочей вакуумной камеры обеспечивает удобный доступ к оснастке внутри камеры и к источникам напыления.
Размер вакуумной камеры варьируется и может быть любой, от 30 до 80 см в поперечном размере).
На двери установлено 100 мм вакуумное окно (по умолчанию – одно вакуумное окно).
В зависимости от температурных режимов технологических процессов, рабочая вакуумная камера может быть выполнена в водоохлаждаемом исполнении (по умолчанию вакуумная камера напылительной установки VACLEADER изготавливается без водяного охлаждения).
Камера имеет несколько запасных заглушенных фланцев, что позволит в дальнейшем провести её модернизацию или установить дополнительное научное или вакуумное оборудование. В соответствии с пожеланиями заказчиков дополнительные фланцы (в том числе больших размеров, например ISO100, ISO160 или ISO200) могут быть установлены в согласованных с заказчиком местах.

Шлюзовая камера (опционно)
Загрузочная камера из нержавеющей стали с электрополированными поверхностями сокращает время процесса напыления, поддерживает рабочую вакуумную камеру в чистом состоянии, предотвращает окисление испаряемых материалов.
Шлюзовая вакуумная камера может быть выполнена в виде нескольких форм (цилиндрическая, в виде 6-ти проходного креста, в виде D-формы), что определяется задачей заказчика и его бюджетом. Исходя из задач заказчика, некоторые технологические процессы могут быть вынесены в шлюзовую камеру (обезгаживание с помощью нагрева, чистка плазменным разрядом или ионной пушкой), что позволяет поддерживать рабочую вакуумную камеру в более чистом состоянии, что особенно важно во многих нанотехнологических процессах и для получения сверхчистых плёнок.
Шлюзовая камера оснащается манипулятором для перемещения образца в рабочую камеру. По согласованию с заказчиком в шлюзовой камере может быть установлен манипулятор кассетного типа (для загрузки в шлюзовую камеру нескольких пластин и последующей их подачи в рабочую вакуумную камеру), обеспечивая таким образом работу установки для серийного производства.
Для отсечения шлюзовой камеры от основной используется вакуумный затвор.
Шлюзовая вакуумная камера имеет независимую вакуумную систему (безмасляный турбомолекулярный насос , форвакуумный насос, широкодиапазонный вакуумный датчик).

Вакуумная откачная система рабочей камеры
Откачная система обеспечивает вакууммирование рабочей камеры напылительной системы до 10^-6 мм.рт.ст за 10-20 минут. Достижимое давление в камере за несколько часов работы откачной системы: середина 10^-7 торр. При установке высоковакуумных насосов большей производительности (ТМН или криовакуумного) после предварительной подготовке (несколько откачек вакуумной камеры с напуском сухого азота) вакуумная камера напылительной системы может быть откачена до середины 10^-8 торр за несколько часов работы, что позволяет её использовать для получения сверхчистых плёнок. Система не комплектуется диффузионными или магниторазрядными насосами.

Безмаслянный высоковакуумный насос подсоединен к задней стенке вакуумной камеры, что позволяет избежать случайного попадания в насос каких-либо упавших деталей, кусочков образцов и пр.
● В качестве высоковакуумных средств откачки применяются безмаслянные турбомолекулярные или криовакуумные насосы производительностью откачки по азоту от 200 до 4000 л/с (размер подсоединяемого фланца: от ISO100 до ISO320).

Форвакуумные насосы, используемые в вакуумной напылительной установке VACLEADER:
●Пластинчато-роторный двухкамерный вакуумный насос производительностью 10, 20 или 40 куб.м/час подсоединён к выходному порту ТМН.
● Безмасляные спиральные насосы производительностью 10 куб.м/час или 30 куб.м/час).

Вакуумметрия
Широкодиапазонный вакуумметр немецкой компании Thyracont на диапазон 760 – 5х10^-9 торр, подключается к контроллеру с дисплеем. Точность измерения вакуума: в диапазоне от 20 до 1х10^-3 торр: 10%, в диапазоне давлений менее 1х10^-3 торр: 25%.
Опционно, если техпроцесс требует измерения давления с высокой точностью, дополнительно (или вместо – согласуется с заказчиком) на рабочей камере вакуумной напылительной установке может быть установлен диафрагменно-емкостной датчик с точностью измерения 0,5% от показываемой величины, перекрывающий 4 диапазона измерения (например, от 1 торр до 1х10^-4 торр – диапазон согласуется с заказчиком, минимально возможная нижняя граница 1х10^-6 торр).

Магнетронная система распыления
В рабочей вакуумной камере напылительной установки могут быть установлены несколько магнетронов с диаметрами распыляемых мишеней 50, 75, 100 или 150 мм.
Магнетроны могут работать от блоков питания постоянного тока или ВЧ генераторов. Мощность блоков питания и ВЧ-генераторов подбирается исходя из размера распыляемого магнетрона.
Возможна одновременная работа магнетронов, для этого в вакуумной напылительной системе устанавливается несколько блоков питания постоянного тока или согласующих устройств ВЧ-генератора.
Магнетроны универсальные, т.е. могут работать с источниками питания постоянного тока и ВЧ-генераторами.
Магнетроны регулируются по высоте в ручном режиме.
В магнетронах используются цилиндрические мишени.
Легкая смена мишеней магнетронов. Не требуется специальная подготовка мишеней (высверливание отверстий и нарезание резьбы, и т.д.). Каждый магнетрон снабжен пневматической заслонкой, защищающей мишень от напыления (загрязнения) другими источниками.

Возможны конфигурации:
● несколько магнетронов работают последовательно от одного блока питания постоянного тока;
● несколько магнетронов работают последовательно от одного ВЧ-генератора с одним согласующим устройством;
● один магнетрон (или несколько) работает с источником постоянного тока, второй (или несколько) магнетрон работает с ВЧ-генератором;
● возможно установить переключатель, позволяющий магнетрону работать как от блока питания постоянного тока, так и от ВЧ-генератора.

Блок питания постоянного тока может быть использован для создания тлеющего разряда для чистки (травления) подложки.
ВЧ-генератор может быть использован для создания ВЧ-плазмы для чистки подложки.
Данные методы чистки подложкодержателя значительно увеличивают адгезию напыляемого слоя по сравнению с подготовкой обычным нагревом. Происходит лёгкое подтравливание образца, удаление загрязняющих слоёв и активация самого верхнего слоя образца.
Данные методы чистки рекомендуется использовать, если бюджет приобретения вакуумной напылительной установки не позволяет приобрести ионный источник (ионную пушку) для чистки с помощью ионного пучка.

Электронно-лучевой источник
В вакуумной напылительной системе VACLEADER может быть установлен электронно-лучевой источник на один тигель, 4, 6, 8 тиглей. Объём тиглей может варьироваться от нескольких куб. см (3-4) до 100 куб.см.
Возможна установка двух электронно-лучевых источников. В зависимости от того, должны электронно-лучевые источники работать последовательно или параллельно, устанавливается один или два блока питания.
Мощность высоковольтных блоков питания электронных источников варьируется от 3 до 12 кВт (испарение большего количества материала и более тугоплавких материалов требует большей мощности).
В электронно-лучевом источнике используются несколько типов развёрток электронного луча, что позволяет подобрать развертку для лучшего конкретного материала.
Система мгновенного гашения дуги, высокая стабилизация электронного луча, ручное или автоматическое управление разверткой луча, управление нитью накаливания и контроль тока эмиссии – всё это обеспечивает надежность и удобство работы с ЭЛИ в вакуумной напылительной установке VACLEADER. Если у заказчика есть предпочтения по производителю ЭЛИ, в вакуумную напылительную установку может быть установлен электронно-лучевой испаритель данного производителя.

Резистивный источник
В системе может быть установлен один или два резистивных источника (в виде лодочки или спирали). По умолчанию система комплектуется блоком питания мощностью 3 кВт.
Источник имеет пневматическую заслонку, защищающую его от загрязнения другими источниками напыления.

Ионный источник
В напылительной системе может быть установлен ионный источник. Ионная пушка обеспечивает чистку поверхности образцов ионным пучком, а также применяется для ассистирования напылению с целью получения плёнок с повышенной плотностью макроструктуры (процесс ассистирования заключается в одновременной работе испарителя и бомбардировке подложке низкоэнергетичным пучком ионов аргона, энергия ионного пучка регулируется в пределах 50-150 еВ.

Система подачи газа
Состоит из нескольких регуляторов расхода газа компании Alicat Scientific, отсечных клапанов, блока питания с дисплеем, что позволяет производить управляемый напуск газов в рабочую камеру (например, аргона () и азота, или аргона и кислорода). Количество регуляторов расхода газа задаётся заказчиком вакуумной напылительной установки. Каждый регулятор расхода газа откалиброван по 30 газам и газовым смесям, выбор газа и задание расхода осуществляется с дисплея контроллера или с компьютера.  

Подложкодержатель
В вакуумной напылительной системе VACLEADER производителем предлагается широкий выбор внутренней оснастки и подложкодержателей. Напылительная установка позволяет напылять изделия разной формы, размера, под разные задачи заказчика. При заполнении опросного листа на вакуумную напылительную установку подробно опишите вашу задачу, под которую мы подберём соответствующую вашей задаче оснастку и подложкодержатель.
Примеры подложкодержателей:
● невращающющийся подложкодержатель диаметром от 100 до 300 мм;
● невращающийся подложкодержатель со встроенным внутренним охлаждением;
● вращающийся плоский подложкодержатель диаметром от 100 до 300 мм;
● вращающийся плоский подложкодержатель со встроенным внутренним охлаждением;
● плоский планетарный механизм на 3-6 пластин диаметром от 100 до 200 мм;
● плоский планетарный механизм для напыления на свёрла (несколько десятков свёрел);
● вращающийся полусферический держатель;
● подложкодержатель, вращающийся под наклоном к вертикальной оси (постоянным или изменяющимся)

При обычном (не планетарном) вращении кодержателя его скорость вращения регулируется в пределах 0-20 об/мин.
При планетарном вращении подложкодержателя обеспечивается равномерность напыления 2% на пластины диаметром 100 мм.
В напылительной установке может быть установлен нагревательный элемент с программируемым блоком управления, что позволяет нагревать кодержатель до 250°С (нагрев подложкодержателя можно сделать до 400°С или 800°С, в этом случае камера изготавливается с водяным охлаждением). По умолчанию нагрев обеспечивается кварцевой лампой. Температура измеряется с помощью термопары, подключенной к блоку управления регулировки температуры. Блок управления регулировки температуры позволяет задавать время нагрева до требуемой температуры.
На подложкодержатель может быть подано постоянное или ВЧ смещение.

Измеритель толщины
В вакуумной напылительной системе VACLEADER используется контроллер толщины тонких плёнок, позволяющий программировать скорость напыления плёнки, толщину слоёв напыляемой плёнки, рецепт (количество слоёв в плёнке и их толщины).
После программирования технологом рецепта напыления оператору остаётся выбрать и запустить требуемый процесс напыления. Количество датчиков измерителя толщины определяется технологическим процессом и количеством используемых источников напыления.

Автоматическое управление
Автоматическое управление позволяет запрограммировать все этапы работы вакуумной напылительной установки, включая процесс откачки, напуска газа, чистки подложки, напыления, вентилирования камеры после откачки и т.д.
Автоматическое управление напылительной установки позволяет проводить процесс вакуумного напыления как в полностью автоматическом режиме, так и в ручном режиме.
Система управления напылительной установки имеет три уровня доступа: оператор, технолог, сервис.
Возможна русификация интерфейса программного обеспечения.
  
Краткое перечисление возможных опций вакуумной напылительной установки VACLEADER:  

Камера
● Размеры
● Водяное охлаждение
● Дополнительные порты
● Шлюзовая камера или 2 шлюзовые камеры с ручной или автоматической подачей пластин

Вакууммирование
● ТМН или криовакуумный насос, производительность высоковакуумного насоса 200-4000 л/с
● Безмасляный спиральный насос 10 м³/час или 30 м³/час
● Пластинчато-роторный насос 10, 20 или 40 м³/час

Источники напыления
● Количество магнетронов (до 6 шт)
● Размер магнетронов (50, 75, 100, 150, 200 мм)
● Блоки питания постоянного тока ● ВЧ-генераторы для магнетронов
● Электронно-лучевой источник (1 или 2)
● Резистивный источник испарения (1 или 2) с блоком питания постоянного тока
● Ионный источник для распыления материалов

Подложкодержатель
● Разные типы подожкодержателей
● Нагрев подложкодержателя
● Охлаждение подложкодержателя
● Чистка подложкодержателя тлеющим разрядом, ВЧ-плазмой или ионным пучком
● Постоянное или ВЧ-смещение на подложкодержателе
● Подложкодержатель, разработанный под задачу заказчика

Дополнительный функционал
● Анализатор остаточных газов 1-100, 1-200 или 1-300 а.е.м., чувствительность по парциальному давлению 10^-11 торр или 10^-14 торр. Анализатор можно использовать для поиска негерметичности камеры, обдувая камеру, например, гелием.
● Диафрагменно-емкостной датчик, перекрывающий 4 порядка, с точностью десятые доли процента (нижняя граница согласуется с заказчиком)
● Увеличение количества регуляторов расхода газа до 6
● Чиллер (автономное водяное охлаждение)
● Измерение толщины напыляемой плёнки с помощью оптического монитора, работающего в режимах «отражение» или «пропускание». Позволяет контролировать процесс напыления на разных длинах волн (от 350 до 2500 нм). Используется для более точного измерения толщины плёнки по сравнению с кварцевыми измерителями толщины.
● Измерение толщины напыляемой плёнки с помощью оптического эллипсометра. Является также косвенным методом измерения толщины плёнки – по свидетелю, но благодаря использованию света в большом диапазоне волн (сотни нм) и более быстрой обработке данных обеспечивает более точное измерение толщины плёнки по сравнению с оптическим монитором
● Спектрометр для измерения состава и свойств плазмы
● Пирометр для измерения температуры подложкодержателя с точностью 1°С

Если среди вышеописанных PVD или CVD систем Вы не нашли ту, которая наиболее полно решала бы стоящие перед Вами задачи, то, пожалуйста, обратитесь к нашим специалистам, и под заказ, под требования заказчика будет изготовлена система, в которой будут учтены все Ваши пожелания. Для отправки запроса нажмите «ЗАПРОС» в меню.