Sistema Sputtering Magnetron - ToronSputter™ Mag
Sistema Sputtering Magnetron - ToronSputter™ Mag
ToronSputter™ Mag è un sistema di sputtering a magnetron completamente automatizzato per la deposizione di film sottili a scopo di ricerca e produzione, alimentato in corrente continua (CC) e a radiofrequenza (RF). L'alimentatore CC fornisce da 0 a 1000 V, 2000 W per target conduttivi; l'alimentatore RF a 13.56 MHz, da 300 a 1200 W, è adatto per isolanti e processi reattivi. Da una a quattro sorgenti, con diametri dei target da 1 a 4 pollici, consentono la deposizione su target singoli e multipli. La camera in acciaio inox SS304 (da 30 a 60 cm) raggiunge una pressione di base di 10⁻⁸ Torr e 2×10⁻⁶ Torr in 20 minuti.
Il controllo del gas MFM a tre canali (Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂) supporta la deposizione per sputtering inerte e reattivo da 1 a 100 mTorr, con valvole di regolazione, sfiato e isolamento per una precisa impostazione della pressione. Un manometro capacitivo fornisce un'ulteriore misurazione della pressione del plasma durante i processi reattivi. Il riscaldamento PID da 50 a 700 °C e la rotazione da 2 a 30 rpm con pulizia al plasma RF tramite polarizzazione del substrato preparano i substrati. Un ampio intervallo di controllo del vuoto (da 1000 a 10⁻⁹ Torr) e un trattamento termico a 120 °C mantengono la pressione di base e le condizioni della camera.
Un controllore di spessore a doppio canale con da 1 a 4 QCM a 0.1 Å/s, gestito dall'automazione LabVIEW, controlla ogni sequenza di strati in modo completamente automatico. La camera in acciaio inox SS304, disponibile nelle configurazioni da 30/40/50/60 cm, presenta superfici elettrolucidate e porte standard da 1 pollice, QF, CF e ISO. Il raffreddamento ad acqua a circuito chiuso con avvio e arresto automatici e una finestra di osservazione con otturatore girevole consentono il monitoraggio della deposizione. L'ingombro di 75×120 cm, con ruote bloccabili, permette il passaggio attraverso le porte standard, ed è dotata di illuminazione interna e capacità di cottura a 120 °C.
Sistema di sputtering magnetron - Applicazioni ToronSputter™ Mag
Il ToronSputter™ Mag è ideale per impianti di ricerca e produzione PVD che necessitano di deposizione a sputtering magnetron DC e RF su un'ampia gamma di materiali conduttivi e isolanti, offrendo flessibilità multi-target e un controllo preciso dello sputtering reattivo.
- Ricerca sui semiconduttori e sulla microelettronicaDeposizione di contatti metallici, strati barriera e film dielettrici su substrati wafer mediante sputtering a magnetron DC e RF a velocità e composizioni controllate.
- Deposizione di film sottili ottici: deposizione reattiva a radiofrequenza di rivestimenti di TiO₂, SiO₂ e altri ossidi ottici con controllo della pressione tramite manometro capacitivo per la precisione stechiometrica
- Rivestimenti duri e ingegneria delle superfici resistenti all'usura: deposizione reattiva mediante sputtering in corrente continua e a radiofrequenza di film di TiN, CrN, TiAlN e DLC su utensili da taglio, stampi e componenti meccanici
- Ricerca sui dispositivi energetici: deposizione mediante sputtering di ossidi conduttivi trasparenti, strati barriera e contatti metallici per celle solari a film sottile, celle a combustibile e dispositivi di accumulo di energia
- Ricerca sulla scienza dei materiali e sui film di legaDeposizione multi-bersaglio e co-sputtering di leghe, film composti e ossidi misti per studi di composizione e ricerca sulla relazione struttura-proprietà.
- Rivestimento di componenti elettronici e RFDeposizione mediante sputtering a corrente continua di Au, Al, Ti e altri metalli conduttivi per il confezionamento di componenti elettronici, connettori RF e metallizzazione di componenti di precisione.
- Accademico e University Laboratori PVD: piattaforma flessibile multi-sorgente per l'insegnamento e la ricerca sui materiali in una vasta gamma di materiali e tecniche di deposizione di film sottili
Sistema di sputtering Magnetron - ToronSputter™ Mag Caratteristiche principali
Il ToronSputter™ Mag integra la deposizione a sputtering magnetron DC e RF con controllo del gas MFM a tre canali, automazione degli strati tramite LabVIEW e monitoraggio della pressione del plasma tramite manometro capacitivo, il tutto in una piattaforma di sputtering ad alto vuoto multi-bersaglio.
- Da 1 a 4 sorgenti di sputtering a magnetron DC/RF (bersagli da 1" a 4"): configurazione da una a quattro sorgenti per la deposizione di film sottili multistrato monomateriale, co-sputterati e sequenziali
- Alimentatore CC (da 0 a 1000 V, 2000 W): alimentatore CC ad alta potenza per sputtering di bersagli conduttivi con velocità di deposizione controllata in tensione
- Alimentatore RF (13.56 MHz, da 300 a 1200 W): copre la gamma di potenza RF necessaria per la deposizione a sputtering di bersagli isolanti e per i processi di ossidazione e nitrurazione reattiva.
- Controllo del gas MFM a 3 canali (Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂): controllo e visualizzazione elettronica in tempo reale per tre canali di gas indipendenti a supporto della sputtering inerte e reattiva
- Manometro capacitivo aggiuntivo per la pressione del plasma: un manometro capacitivo dedicato fornisce una misurazione precisa della pressione del plasma durante i processi di sputtering reattivo
- Valvole di regolazione, sfiato e isolamento, precisione da 1 a 100 mTorr: regolazione precisa della pressione di lavoro per il controllo dei gas reattivi di processo e la stabilità del plasma
- Pressione di base di 10⁻⁸ Torr, 2×10⁻⁶ Torr in 20 minuti: rapido svuotamento fino al vuoto di lavoro con pompa turbomolecolare e meccanica; pompe criogeniche e a secco disponibili come optional
- Ampio intervallo di controllo del vuoto (da 1000 a 10⁻⁹ Torr): Misurazione e controllo integrati del vuoto, dal vuoto atmosferico al vuoto spinto, sia per il monitoraggio del gas di processo che della pressione di base.
- Controllo della deposizione strato per strato basato su LabVIEWL'automazione LabVIEW controllata da PC gestisce ogni strato di deposizione in modo indipendente, supportando complesse sequenze di processo multistrato.
- Misurazione dello spessore a doppio canale con velocità di campionamento di 0.1 Å/s e da 1 a 4 QCM.: monitoraggio scalabile dello spessore e della velocità tramite sensori multipli su un massimo di quattro canali QCM simultaneamente
- Riscaldamento del substrato PID da 50 a 700 °CGestione della temperatura del substrato tramite PID per la deposizione ad alte temperature, al fine di migliorare la cristallinità e l'adesione del film.
- Rotazione del campione da 2 a 30 giri/minuto: la rotazione regolabile del substrato favorisce una distribuzione uniforme dello spessore del film sulla superficie del substrato
- Unità di pulizia al plasma per campioni (RF tramite polarizzazione del substrato): La pulizia al plasma RF in situ rimuove gli ossidi superficiali nativi prima della deposizione senza interrompere il vuoto
- Sistema di raffreddamento ad acqua a circuito chiuso con avvio e arresto automatici: la gestione termica automatica attiva e disattiva il raffreddamento in base allo stato del sistema, proteggendo le sorgenti e la camera durante tutto il funzionamento
- Mantenimento del vuoto con valvola di isolamento: la camera principale rimane sotto vuoto quando non in uso, riducendo i tempi di svuotamento tra esperimenti successivi
- Camera in acciaio inox SS304 (da 30 a 60 cm, prismatica o cilindrica): superfici interne pulite ed elettrolucidate in diverse opzioni di dimensioni della scatola con rivestimento in acciaio inox SS304
- Porte passanti standard da 1 pollice, QF, CF e ISO: selezione configurabile delle porte per un'integrazione flessibile di gas passanti, di misura e di processo
- Illuminazione interna e possibilità di cottura a 120 °C: illuminazione interna per l'ispezione della camera e cottura per il condizionamento e la rimozione dell'umidità residua
- Finestra frontale con persiana girevoleAccesso visivo diretto per il monitoraggio del processo con otturatore girevole per una precisa temporizzazione della deposizione.
- Controllo computerizzato completamente automatico con pannello touch screen: il touchscreen e i display LCD in tempo reale gestiscono automaticamente tutte le operazioni di sistema durante l'intero processo
- Tempo del ciclo sperimentale: 1.5 ore: Il rapido svuotamento e il ciclo di processo supportano una produttività costante in cicli multipli per programmi di ricerca e produzione
- Piattaforma mobile da 75×120 cm su ruote bloccabili: l'ingombro ridotto consente il passaggio attraverso le porte standard e permette il riposizionamento all'interno della struttura
- Garanzia di un anno su design, materiali e manodopera.: copertura annuale per componenti di sistema, progettazione e qualità di produzione
Teoria e metodo
La deposizione per sputtering magnetron ionizza un gas di processo per produrre ioni che bombardano un bersaglio catodico, espellendo atomi che si condensano sul substrato formando un film sottile. Un campo magnetico confina il plasma vicino alla superficie del bersaglio, aumentando la densità ionica e la resa di sputtering a basse pressioni di lavoro. L'alimentazione in corrente continua gestisce bersagli conduttivi da 0 a 1000 V; la radiofrequenza a 13.56 MHz dissipa l'accumulo di carica sugli isolanti. Ciò estende la gamma di materiali a ossidi, nitruri e film dielettrici, a partire da bersagli ceramici.
Le configurazioni multi-target da una a quattro sorgenti consentono la deposizione sequenziale in un singolo ciclo di pompaggio, riducendo la contaminazione tra gli strati di materiale. La co-sputtering da sorgenti alimentate simultaneamente permette di ottenere film a gradiente di composizione e leghe senza fasi di deposizione separate. La sputtering reattiva introduce N₂ o O₂ attraverso ingressi controllati da MFM durante la sputtering del target metallico, formando film di nitruro o ossido senza target composti. Il controllo tramite valvola a farfalla e manometro capacitivo mantiene una pressione del plasma stabile nell'intervallo di processo reattivo da 1 a 100 mTorr.
L'automazione LabVIEW gestisce l'intera sequenza di stratificazione, controllando la temporizzazione dell'otturatore, i livelli di potenza e il flusso di gas per ogni fase, senza intervento dell'operatore tra uno strato e l'altro. La pulizia al plasma RF tramite polarizzazione del substrato rimuove gli ossidi nativi prima della deposizione, migliorando l'adesione all'interfaccia film-substrato. Il riscaldamento del substrato tramite PID a temperature comprese tra 50 e 700 °C favorisce la cristallinità del film e la diffusione superficiale durante la crescita. La valvola di isolamento mantiene la camera principale sotto vuoto tra una deposizione e l'altra, eliminando la necessità di svuotamento del vuoto per le deposizioni successive.
Sistema di sputtering a magnetron - Specifiche tecniche di ToronSputter™ Mag
| Parametro | Specificazione |
|---|---|
| Generatore di corrente continua | Da 0 a 1000 V CC, 2000 W |
| Alimentatore RF | 13.56 MHz, da 300 a 1200 W |
| Numero di sorgenti di sputtering | Da 1 a 4 (CC/RF) |
| Diametri bersaglio | 1 ", 2", 3 ", 4" |
| Pressione di base | 10⁻⁸ Torri |
| Vuoto di lavoro (tempo di svuotamento) | 2×10⁻⁶ Torr in 20 minuti |
| Gamma di controllo del vuoto | Da 1000 a 10⁻⁹ Torr |
| Configurazione della pompa | Turbomolecolare + Meccanica (con pompa criogenica e a secco come opzioni) |
| Intervallo di pressione di lavoro dello sputter | Da 1 a 100 mTorr (controllato dalla valvola a farfalla) |
| Misurazione della pressione del plasma | Manometro di capacità aggiuntivo |
| camera Materiale | Acciaio inox SS304 (prismatico o cilindrico); elettrolucidato |
| Dimensioni della camera | Dimensioni della scatola: 30/40/50/60 cm |
| Porte passanti | Standard 1 pollice, QF, CF, ISO |
| Finestra di osservazione | Finestra di visualizzazione frontale; persiana girevole |
| Illuminazione interna | Si |
| Capacità di cottura | Fino a 120 °C (interno) |
| Apporto di gas | Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂; MFM a 3 canali; display elettronico in tempo reale |
| Configurazione della valvola | Valvole di strozzamento, sfiato e isolamento |
| Riscaldamento del substrato | Da 50 a 700 °C (controllo PID) |
| Velocità di rotazione del campione | Da 2 a 30 rpm |
| Pulizia al plasma | Plasma RF tramite polarizzazione del substrato |
| Monitoraggio dello spessore | Doppio canale; precisione di 0.1 Å/s; da 1 a 4 QCM |
| Sistema di controllo | Controllo computerizzato completamente automatico; pannello touch screen; display LCD in tempo reale; LabVIEW |
| Sistema di raffreddamento | Raffreddamento ad acqua a circuito chiuso con avvio e arresto automatici |
| Tempo del ciclo dell'esperimento | 1.5 ore |
| Orma | 75 × 120 cm |
| Spazio libero della porta | Passa attraverso le porte standard |
| Mobilità | Ruote bloccabili |
| Garanzia | 1 anno (progettazione, materiali e manodopera) |