Sistema de pulverización catódica por magnetrón RF/DC
Sistema de pulverización catódica por magnetrón RF/DC - ToronSputter™ RFDC
ToronSputter™ RFDC es un sistema de pulverización catódica por magnetrón RF/DC para la deposición de películas delgadas con múltiples objetivos de hasta 6 pulgadas y configuraciones de 1 a 4 fuentes. La fuente de alimentación de RF (13.6 MHz, de 300 a 1200 W) maneja objetivos aislantes y reactivos; la fuente de alimentación de CC (600 V, 1.7 A) cubre películas metálicas. La cámara de acero inoxidable SS304 (de 30 a 60 cm) alcanza una presión base de 10⁻⁷ Torr y un vacío de trabajo de 10⁻⁶ Torr en 30 minutos. El control totalmente automatizado mediante LabVIEW y un ciclo de 1.5 horas garantizan un rendimiento diario constante.
El control de gas MFM de tres canales (Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂) con visualización en tiempo real admite la pulverización catódica inerte y reactiva en un rango de 1 a 100 mTorr, con válvulas de estrangulamiento, ventilación y aislamiento para un ajuste preciso de la presión. Un manómetro de capacitancia proporciona medición adicional de la presión del plasma durante los procesos reactivos. El calentamiento PID a 50 a 600 °C y la rotación de 3 a 30 rpm con limpieza de plasma RF mediante polarización del sustrato preparan los sustratos antes de la deposición. El control de vacío de amplio rango (1000 a 10⁻⁹ Torr) y el horneado a 120 °C mantienen la presión base y la limpieza de la cámara.
Un controlador de espesor de doble canal con 1 a 4 QCM a 0.1 Å/s, gestionado mediante automatización LabVIEW, procesa secuencias de deposición multicapa de forma totalmente automática. El rango de objetivo ampliado de hasta 6 pulgadas permite la deposición en sustratos de mayor tamaño y mejora el rendimiento en programas de recubrimiento de producción. Su tamaño compacto de 75 × 120 cm, con ruedas bloqueables, permite el paso por puertas estándar; los puertos estándar de 1 pulgada, QF, CF e ISO admiten configuraciones flexibles de paso y fuente. El sistema de soporte del proceso se completa con refrigeración por agua de circuito cerrado con arranque y parada automáticos y horneado interno hasta 120 °C.
Sistema de pulverización catódica por magnetrón RF/DC - Aplicaciones RFDC de ToronSputter™
El ToronSputter™ RFDC está diseñado para instalaciones de PVD de investigación y producción que requieren pulverización catódica por magnetrón de objetivos grandes, con configuraciones de fuente de RF y CC, capacidad de gas reactivo y deposición multicapa automatizada. La opción de objetivo de 6 pulgadas lo hace idóneo para programas de sustratos de mayor tamaño y aplicaciones de recubrimiento de alto rendimiento.
- Fabricación de semiconductores y microelectrónica: Pulverización catódica de CC de contactos metálicos, capas de siembra y películas de barrera, con RF para capas dieléctricas de óxido y nitruro en procesos de múltiples fuentes sobre sustratos de obleas de 6 pulgadas.
- Producción de recubrimientos ópticos: pulverización catódica reactiva por RF de TiO₂, SiO₂ y apilamientos ópticos multicapa con control de presión mediante manómetro de capacitancia para una precisión estequiométrica en ciclos de recubrimiento prolongados.
- Ingeniería de recubrimientos duros y superficies de herramientas: pulverización catódica reactiva de TiN, CrN y TiAlN sobre herramientas y componentes mecánicos con capacidad de objetivo de 6 pulgadas para mayores tasas de deposición
- Deposición de óxido conductor transparente: Pulverización catódica por radiofrecuencia de películas de ITO, AZO y otros TCO para aplicaciones de células solares, paneles de visualización y electrónica flexible que requieren una cobertura uniforme de gran superficie.
- Investigación en ciencia de materiales y películas de aleaciónPelículas de aleación, compuestos y óxidos mixtos depositadas mediante pulverización catódica simultánea y con múltiples objetivos para estudios de composición-estructura-propiedades y desarrollo de nuevos materiales.
- Investigación sobre dispositivos energéticos y energía fotovoltaica: pulverización catódica de contactos posteriores metálicos, capas amortiguadoras de óxido y contactos frontales de TCO para programas de investigación de células solares de película delgada y dispositivos de energía.
- Académico y University Investigación de múltiples fuentesPlataforma RF/CC flexible para estudios de películas delgadas multicapa en materiales conductores, semiconductores y aislantes en un único sistema automatizado.
Sistema de pulverización catódica por magnetrón RF/DC - Características principales de ToronSputter™ RFDC
El ToronSputter™ RFDC integra la pulverización catódica por magnetrón de RF y CC con soporte para objetivos de 6 pulgadas, control de gas MFM de tres canales, automatización de capas mediante LabVIEW y monitorización de la presión del plasma mediante manómetro de capacitancia en una plataforma de alto vacío con múltiples objetivos.
- De 1 a 4 fuentes de CC/RF con capacidad para objetivos de 6 pulgadas.: diseño de fuente configurable que acepta diámetros de objetivo de 1", 2", 3", 4" y 6" para programas de deposición de una sola capa, de pulverización catódica conjunta y de multicapa secuenciada.
- Fuente de alimentación de RF (13.6 MHz, de 300 a 1200 W): cubre el rango de potencia de RF para procesos de pulverización catódica de objetivos aislantes y deposición reactiva de óxidos y nitruros.
- Fuente de alimentación de CC (600 V, 1.7 A): Alimentación de CC para pulverización catódica de objetivos metálicos conductores con velocidad de deposición controlada
- Control de gases MFM de 3 canales (Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂): control y visualización electrónica en tiempo real para tres canales de gas independientes, compatibles con procesos de pulverización catódica inertes y reactivos.
- Manómetro de capacitancia adicional para presión de plasma: manómetro específico para la medición precisa de la presión del plasma durante los procesos de pulverización catódica reactiva, independiente del manómetro de vacío principal.
- Válvulas de mariposa, ventilación y aislamiento con precisión de 1 a 100 mTorr.: ajuste preciso de la presión de trabajo para el control del proceso reactivo y condiciones de plasma estables
- Presión base de 10⁻⁷ Torr, 10⁻⁶ Torr en 30 minutosCombinación de bomba turbomolecular y mecánica; bomba criogénica y bomba seca disponibles como opciones.
- Control de vacío de amplio rango (de 1000 a 10⁻⁹ Torr): medición y control de vacío integrados desde vacío atmosférico hasta vacío profundo para todos los modos de proceso.
- Control de deposición capa por capa basado en LabVIEWLa automatización controlada por PC gestiona cada capa de deposición de forma independiente, lo que permite secuencias multicapa complejas sin intervención del operador.
- Medición de espesor de doble canal a 0.1 Å/s con 1 a 4 QCM.: Monitorización escalable de espesor y velocidad mediante múltiples sensores con hasta cuatro canales QCM simultáneos.
- Calentamiento del sustrato mediante PID de 50 a 600 °C: Control de temperatura del sustrato mediante PID para la cristalinidad y adhesión de la película en un amplio rango de procesos.
- Rotación de la muestra de 3 a 30 rpm: rotación ajustable del sustrato para una distribución uniforme del espesor de la película en toda la superficie del sustrato.
- Unidad de limpieza de plasma de muestras (RF mediante polarización del sustrato)La limpieza in situ mediante plasma de radiofrecuencia elimina los óxidos superficiales nativos antes de la deposición sin romper el vacío.
- Refrigeración por agua de circuito cerrado con arranque y parada automáticosLa gestión térmica automática activa y desactiva la refrigeración en función del estado del sistema, protegiendo las fuentes y la cámara durante todo el funcionamiento.
- Retención por vacío con válvula de aislamientoLa cámara principal permanece al vacío cuando no está en uso, lo que reduce el tiempo de evacuación entre experimentos sucesivos.
- Cámara SS304 (de 30 a 60 cm, prismática o cilíndrica)Superficies interiores limpias y electropulidas en múltiples opciones de tamaño de caja con revestimiento de acero inoxidable SS304.
- Puertos pasamuros estándar de 1 pulgada, QF, CF e ISO.: selección de puertos configurable para una integración flexible de paso, manómetro y gas de proceso
- Iluminación interior y capacidad de horneado a 120 °C.Iluminación interna para la inspección de la cámara y el horneado para el acondicionamiento y la eliminación de la humedad.
- Ventana frontal con contraventana giratoria.Acceso visual directo para la monitorización del proceso con obturador giratorio para una sincronización precisa de la deposición.
- Control informático totalmente automático con panel de pantalla táctil.La pantalla táctil y las pantallas LCD en tiempo real gestionan automáticamente todas las operaciones del sistema.
- Tiempo de ciclo del experimento: 1.5 horas: El ciclo de bombeo y procesamiento rápido admite un rendimiento diario de múltiples ejecuciones.
- Plataforma móvil de 75 × 120 cm con ruedas con freno.Su tamaño compacto permite pasar por puertas estándar y facilita su reubicación dentro de las instalaciones.
- Garantía de dos años para diseño, materiales y mano de obra.: cobertura extendida de dos años para componentes del sistema, diseño y calidad de fabricación, el doble del estándar de un año.
Teoría y método
La pulverización catódica por magnetrón ioniza un gas de proceso para crear iones que bombardean un blanco catódico, expulsando átomos que se condensan sobre el sustrato formando una película delgada. Un campo magnético confina el plasma cerca de la superficie del blanco, aumentando la densidad iónica y el rendimiento de la pulverización a bajas presiones de trabajo. La alimentación de CC a 600 V se utiliza para blancos conductores; la RF a 13.6 MHz disipa la acumulación de carga en blancos aislantes y de óxido. El formato de blanco de 6 pulgadas aumenta la capacidad de material fuente y amplía el área de deposición accesible para sustratos de mayor tamaño.
Las configuraciones multiobjetivo de una a cuatro fuentes permiten la deposición secuencial en un único ciclo de bombeo descendente, reduciendo la contaminación entre las capas de material. La codeposición por pulverización catódica desde fuentes alimentadas simultáneamente permite obtener películas de aleación y con composición gradual sin pasos de deposición separados. La pulverización catódica reactiva introduce N₂ u O₂ mediante entradas controladas por MFM durante la pulverización de objetivos metálicos, formando películas de nitruro u óxido sin objetivos compuestos. El control mediante válvula de estrangulamiento y manómetro de capacitancia mantiene una presión de plasma estable en el rango de 1 a 100 mTorr del proceso reactivo.
La automatización mediante LabVIEW gestiona la secuencia completa de capas, controlando la temporización del obturador, los niveles de potencia y el flujo de gas en cada paso sin intervención del operador entre capas. La limpieza por plasma de radiofrecuencia mediante polarización del sustrato elimina los óxidos nativos antes de la deposición, mejorando la adhesión en la interfaz película-sustrato. El calentamiento del sustrato mediante PID a 50-600 °C favorece la cristalinidad de la película y la difusión superficial durante el crecimiento. La válvula de aislamiento mantiene la cámara principal al vacío entre ciclos, eliminando la necesidad de bombeo para deposiciones sucesivas.
Sistema de pulverización catódica por magnetrón RF/DC - Especificaciones técnicas de ToronSputter™ RFDC
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Fuente de alimentación de RF | 13.6 MHz, de 300 a 1200 W |
| Fuente de alimentación DC | 600 V CC, 1.7 A |
| Número de fuentes de pulverización catódica | 1 a 4 (CC/RF) |
| Diámetros objetivo | 1 ", 2", 3 ", 4", 6 " |
| Presión base | 10⁻⁷ Torr |
| Vacío de trabajo (tiempo de bombeo) | 10⁻⁶ Torr en 30 minutos |
| Rango de control de vacío | 1000 a 10⁻⁹ Torr |
| Configuración de la bomba | Turbomolecular + Mecánico (criogénico y bomba seca como opciones) |
| Rango de presión de trabajo de la turbina | De 1 a 100 mTorr |
| Medición de la presión plasmática | manómetro de capacitancia adicional |
| material de cámara | Acero inoxidable SS304 (prismático o cilíndrico); electropulido |
| Tamaños de las cámaras | Tamaño de la caja: 30/40/50/60 cm |
| Puertos de paso | Estándar de 1 pulgada, QF, CF, ISO |
| Ventana de observación | Ventana frontal; persiana giratoria |
| Iluminación Interna | Sí: |
| Capacidad de horneado | Hasta 120 °C (interno) |
| Entradas de gas | Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂; MFM de 3 canales; pantalla electrónica en tiempo real |
| Configuración de la válvula | Válvulas de mariposa, ventilación y aislamiento |
| Calentamiento del sustrato | De 50 a 600 °C (controlado por PID) |
| Velocidad de rotación de la muestra | 3 a 30 rpm |
| Limpieza de plasma | Plasma de RF mediante polarización del sustrato |
| Monitoreo de espesor | Doble canal; precisión de 0.1 Å/s; de 1 a 4 QCM |
| Sistema de control | Control informático totalmente automático; panel táctil; pantalla LCD en tiempo real; LabVIEW |
| Sistema de refrigeración | Refrigeración por agua de circuito cerrado con arranque y parada automáticos |
| Tiempo de ciclo del experimento | 1.5 horas |
| Footprint | 75 x 120 cm |
| Espacio libre para puertas | Pasa por puertas estándar |
| Movilidad | Ruedas bloqueables |
| Garantía | 2 años (diseño, materiales y mano de obra) |