Sistema de pulverização catódica magnetron Load-Lock
Sistema de pulverização catódica magnetrônica Load-Lock - ToronSputter™ SD
Sistema de pulverização catódica magnetron Load-Lock – Sputter-Down
O ToronSputter™ SD é um sistema de pulverização catódica por magnetron com câmara de carga e configuração de deposição por pulverização descendente, projetado para pesquisa e produção de PVD de alto rendimento que exigem a manutenção contínua do vácuo na câmara principal entre as trocas de amostras. Uma bomba dedicada evacua a câmara de carga até 10⁻⁶ Torr em 10 minutos, permitindo a troca contínua de amostras sem a necessidade de ventilar a câmara principal, que mantém uma pressão base de 10⁻⁸ Torr. O mecanismo de transferência por braço magnético carrega e descarrega substratos de 2", 3", 4" e 6". O ciclo rápido possibilita a realização de 20 a 30 experimentos por dia.
Canhões de pulverização catódica com diâmetros de 1 a 6 polegadas estão disponíveis em configurações de RF e CC, com rotação de cabeçote flexível e vedações de compressão. O sistema deposita condutores, incluindo Au, Al, Ti e Ni, e isolantes, incluindo MgO, TiO₂, SiO₂ e TiN, em altas taxas com controle de receita. Entradas de gás MFC digitais com sensibilidade de 0.1 sccm fornecem Ar, N₂, O₂, He e CH₄ para pulverização catódica inerte e reativa. O aquecimento da amostra controlado por PID, de 50 a 600 °C com precisão de ±1 °C, permite a deposição em substratos aquecidos.
A evaporação térmica é possível através de fontes térmicas sequenciais de 8V a 500A e 5000W, com um design que previne a contaminação cruzada e permite a fácil substituição de materiais e fontes. Um controlador de espessura de canal duplo com dois QCMs monitora a taxa de deposição com precisão de 0.1 Å/s, com rotação da amostra de 2 a 30 rpm e limpeza por plasma DC/RF. O controle de pressão fixa a pressão de trabalho nos valores desejados utilizando o controle de fluxo a montante e a jusante. O controle por computador e o controle por painel operam com displays LCD em tempo real, com o LabVIEW gerenciando o obturador e as sequências de espessura.
Sistema de pulverização catódica magnetrônica Load-Lock - Aplicações ToronSputter™ SD
O ToronSputter™ SD é ideal para ambientes de pesquisa e produção de PVD de alto rendimento, onde a integridade do vácuo da câmara principal, a limpeza do substrato e o tempo de ciclo experimental são considerações primordiais. Sua arquitetura de câmara de carga e configuração de pulverização catódica o tornam aplicável a programas de revestimento multicamadas e programas de pesquisa que exigem trocas frequentes de substrato.
- Instalações de pesquisa PVD de alto rendimentoDeposições de múltiplos substratos por dia sem necessidade de ventilação da câmara principal, permitindo programas iterativos de pesquisa em filmes finos com rápida renovação de amostras.
- Fabricação de Semicondutores e MicroeletrônicaDeposição por pulverização catódica de contatos metálicos, camadas de barreira e filmes dielétricos em wafers de 2" a 6" sob vácuo limpo e continuamente mantido.
- Revestimento Duro e Engenharia de Superfície de FerramentasPulverização catódica reativa de revestimentos de TiN, CrN, TiAlN e DLC em ferramentas de corte e moldes a altas taxas de deposição com processos controlados por receita.
- Produção de Filmes Finos ÓpticosDeposição de TiO₂, SiO₂ e outros revestimentos ópticos com controle de pressão a montante e a jusante para pulverização catódica reativa estequiométrica.
- Revestimento de componentes eletrônicos e de radiofrequênciaDeposição por pulverização catódica DC e RF de Au, Al, Ti e outros condutores para eletrônica, encapsulamento de RF e metalização de conectores de precisão.
- Acadêmico e University Programas de pesquisaPlataforma flexível com múltiplas fontes para pesquisa em ciência de materiais, física de dispositivos e engenharia de superfícies, com troca rápida de amostras em câmara de carga.
- Revestimento de dispositivos médicos e implantesDeposição por pulverização catódica de filmes de TiN, DLC e metálicos biocompatíveis sob vácuo limpo com sequências de processo controladas por receita.
Sistema de pulverização catódica magnetrônica Load-Lock - ToronSputter™ SD - Principais características
O ToronSputter™ SD integra um sistema de troca de amostras com câmara de carga, configuração de canhão de pulverização catódica, controle de gás MFC e aquecimento de substrato PID em uma plataforma de alto vácuo projetada para pulverização catódica de alto rendimento em pesquisa e produção.
- Bomba Load-Lock dedicada, 10⁻⁶ Torr em 10 minutosUm sistema de bombeamento independente evacua a câmara de carga de forma autônoma, permitindo a introdução de amostras sem perturbar o vácuo da câmara principal.
- Pressão de base da câmara principal de 10⁻⁸ TorrA combinação de bombas turbomoleculares e mecânicas, com opção de bomba a seco, atinge o nível de pressão base necessário para a pulverização catódica por magnetron de alta pureza.
- Transferência de amostras por braço magnético, para substratos de 2" a 6".Mecanismo de carga e descarga com braço magnético que acomoda substratos de 2" a 6" de diâmetro, para compatibilidade com substratos flexíveis.
- Capacidade de processamento de 20 a 30 experimentos por dia.A arquitetura de câmara de carga permite a troca rápida de amostras e reduz o tempo entre deposições, suportando programas de pesquisa e produção de alto volume.
- Canhões de pulverização catódica RF e DC de 1 a 6 polegadas com rotação de cabeça flexívelAmpla gama de diâmetros de canhão com rotação autoaxial e vedações por compressão para configuração flexível do alvo e vedação a vácuo confiável.
- Deposição de condutores e isolantes em altas taxasDeposição controlada por receita de condutores (Au, Al, Ti, Ni) e isolantes (MgO, TiO₂, SiO₂, TiN) com processos de pulverização catódica de alta taxa.
- Câmara em aço inoxidável 304 (prismática ou cilíndrica) com superfícies eletropolidas.Interior eletropolido com toque suave e revestimento em aço inoxidável 304; superfícies da câmara refrigeradas a água disponíveis quando necessário.
- Portas de passagem padrão de 1 polegada, QF, CF e ISO.A seleção configurável de portas permite a adição de fontes térmicas e de pulverização catódica extras sem a necessidade de modificação da câmara.
- Janela de observação com bloqueio UV e controle de obturador em LabVIEW: Obturador de porta rotativo para controle de tempo do processo, com integração de obturador de amostra e controle de espessura gerenciados por LabVIEW
- Configuração de válvulas de controle de fluxo, ventilação, isolamento e gavetaUm conjunto completo de válvulas gerencia todas as transições de pressão; a câmara principal permanece continuamente sob vácuo através da válvula de isolamento quando ociosa.
- Controle totalmente automático por computador e painel com displays LCD.Todas as operações de deposição são executadas automaticamente sob controle do computador, com opção de controle manual pelo painel e exibição do status em tempo real no LCD.
- Refrigeração automática a água com proteção de intertravamentoO sistema de refrigeração a água em circuito fechado ativa e desativa automaticamente, com um mecanismo de intertravamento que impede a pulverização ou a evaporação na ausência de fluxo ativo de líquido refrigerante.
- Controle de vácuo de ampla faixa (1000 a 10⁻⁹ Torr)Medição e controle integrados de vácuo em toda a faixa de pressão, tanto para gases de processo quanto para monitoramento de vácuo em profundidade.
- Controle de pressão a montante e a jusanteA pressão de trabalho pode ser fixada nos valores desejados usando métodos de controle de fluxo de massa a montante ou a jusante, permitindo uma pulverização catódica reativa precisa.
- Aquecimento de substrato PID de 50 a 600 °C com sensibilidade de ±1 °CO controle de temperatura em circuito fechado permite a deposição em substratos aquecidos em uma ampla faixa de cristalinidade e adesão do filme.
- Rotação da amostra de 2 a 30 rpm com limpeza de plasma DC/RFRotação ajustável do substrato com controle de velocidade por PC, além de limpeza por plasma DC/RF para remover óxidos nativos antes da deposição.
- Entradas de gás MFC digitais (Ar, N₂, O₂, He, CH₄) com sensibilidade de 0.1 sccm: O fornecimento de gás misto com controle de fluxo digital suporta processos de pulverização catódica inertes e reativos
- Monitoramento de espessura de canal duplo a 0.1 Å/s com dois QCMs: taxa de deposição precisa e medição da espessura cumulativa em dois canais independentes simultaneamente
- Fontes térmicas de 8V a 500A e 5000W para coevaporaçãoFontes térmicas sequenciais e de coevaporação de alta potência com design de prevenção de contaminação cruzada e fácil substituição de materiais.
- Câmara de carga adaptável a sistemas de feixe de elétrons e fontes térmicasA arquitetura de câmara de carga pode ser configurada para plataformas que combinam pulverização catódica por magnetron com fontes de evaporação por feixe de elétrons e térmica.
- Garantia de dois anos para materiais, design e mão de obra.Cobertura abrangente de dois anos para componentes do sistema, projeto e qualidade de fabricação.
Teoria e Método
Uma câmara de transferência é uma pequena antecâmara com sistema de bombeamento independente que permite a transferência de substratos sem expor a câmara principal do processo à pressão atmosférica. Os sistemas convencionais ventilam toda a câmara principal para a atmosfera a cada troca de amostra, exigindo um ciclo completo de bombeamento antes de cada deposição. Uma câmara de transferência separa esses espaços de vácuo com válvulas de comporta, de modo que a câmara principal mantém a pressão base enquanto as amostras entram e saem. Essa arquitetura reduz o tempo entre deposições consecutivas para minutos, em vez de horas, possibilitando de 20 a 30 experimentos por dia.
Na pulverização catódica com magnetron, os alvos são posicionados acima do substrato, de modo que os átomos pulverizados se movem para baixo, reduzindo a contaminação por partículas provenientes da queda de detritos. Essa orientação contrasta com as configurações de pulverização com magnetron, onde a gravidade direciona flocos do alvo e partículas soltas diretamente para a superfície do filme em crescimento. O campo magnético do magnetron confina o plasma próximo à face do alvo, aumentando a eficiência da pulverização e permitindo altas taxas de deposição com baixas pressões de trabalho. A corrente contínua (CC) é utilizada para alvos condutores, enquanto a radiofrequência (RF) a 13.56 MHz estende o processo a materiais isolantes.
A câmara principal mantém uma pressão base de 10⁻⁸ Torr com uma bomba turbomolecular e mecânica, enquanto uma bomba separada evacua a câmara de carga para 10⁻⁶ Torr em 10 minutos. Válvulas de controle de pressão, ventilação, isolamento e comporta controlam todas as transições de pressão, com a câmara principal mantida continuamente sob vácuo por uma válvula de isolamento. O resfriamento a água com intertravamento automático liga/desliga impede a operação do canhão de pulverização catódica ou da fonte térmica sem fluxo ativo de refrigerante. A capacidade da fonte térmica de 8V a 500A e 5000W suporta coevaporação e deposição sequencial de múltiplos materiais na mesma operação.
Sistema de pulverização catódica magnetrônica Load-Lock - ToronSputter™ SD - Especificações técnicas
| Parâmetro | Especificação |
|---|---|
| Pressão base da câmara principal | 10⁻⁸ Torre |
| Nível de vácuo Load-Lock | 10⁻⁶ Torr em 10 minutos |
| Faixa de controle de vácuo | 1000 a 10⁻⁹ Torr |
| Configuração da bomba | Turbomolecular + Mecânica (bomba seca opcional); bomba dedicada para câmara de carga |
| Configuração de válvula | Válvulas de estrangulamento, ventilação, isolamento e gaveta |
| material de câmara | Aço inoxidável 304 (prismático ou cilíndrico); eletropolido; revestimento em aço inoxidável 304 |
| Resfriamento da superfície da câmara | Superfícies refrigeradas a água (quando necessário) |
| Portas de passagem | Padrão 1 polegada, QF, CF, ISO |
| Janela de Observação | Proteção UV; persiana giratória |
| Configuração de pulverização catódica | Escorregadio |
| armas de pulverização catódica | 1 a 6 polegadas; RF e CC; cabeça flexível; rotação auto-eixo; vedação por compressão |
| Transferência de amostra | Braço de transferência magnética |
| Tamanhos de amostra | 2 ", 3", 4 ", 6" |
| Aquecimento de substrato | 50 a 600 °C (controlado por PID, ±1 °C) |
| Velocidade de rotação da amostra | 2 a 30 rpm (controlado por PC) |
| Limpeza de plasma | plasma DC/RF |
| Entradas de gás | Ar, N₂, O₂, He, CH₄ e outros; MFC digital; sensibilidade de 0.1 sccm |
| Método de controle de pressão | Controle de fluxo a jusante e a montante |
| Monitoramento de Espessura | Canal duplo; precisão de 0.1 Å/s; 2 QCMs |
| Fontes térmicas | 8V a 500A, 5000W (evaporação sequencial e coevaporação) |
| Sistema de Arrefecimento | Refrigeração automática em circuito fechado a água (com proteção por intertravamento) |
| Sistema de controle | Controle computadorizado totalmente automático; controle por painel; LCD em tempo real; LabVIEW |
| Taxa de transferência de experimentos | 20 a 30 experimentos por dia |
| Garantia | 2 anos (materiais, projeto e mão de obra) |