Sistema de pulverização catódica magnetron RF/DC
Sistema de pulverização catódica magnetron RF/DC - ToronSputter™ RFDC
O ToronSputter™ RFDC é um sistema de pulverização catódica por magnetron RF/DC para deposição de filmes finos em múltiplos alvos, com tamanhos de alvo de até 6 polegadas e configurações de 1 a 4 fontes. A fonte de RF (13.6 MHz, 300 a 1200 W) é adequada para alvos isolantes e reativos; a fonte DC (600 V, 1.7 A) é adequada para filmes metálicos. A câmara de aço inoxidável SS304 (30 a 60 cm) atinge uma pressão base de 10⁻⁷ Torr e um vácuo de trabalho de 10⁻⁶ Torr em 30 minutos. O controle totalmente automatizado via LabVIEW e um ciclo de 1.5 horas garantem uma produção diária consistente.
O controle de gás MFM de três canais (Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂) com exibição em tempo real suporta pulverização catódica inerte e reativa em pressões de 1 a 100 mTorr, com válvulas de controle de pressão, ventilação e isolamento para ajuste preciso da pressão. Um manômetro capacitivo fornece medição adicional da pressão do plasma durante processos reativos. O aquecimento PID de 50 a 600 °C e a rotação de 3 a 30 rpm com limpeza de plasma por radiofrequência via polarização do substrato preparam os substratos antes da deposição. O controle de vácuo de ampla faixa (1000 a 10⁻⁹ Torr) e a secagem a 120 °C mantêm a pressão base e a limpeza da câmara.
Um controlador de espessura de dois canais com 1 a 4 QCMs a 0.1 Å/s, gerenciado por automação LabVIEW, realiza sequências de deposição multicamadas de forma totalmente automática. O alcance estendido de até 15 cm (6 polegadas) permite a deposição em substratos maiores e melhora a produtividade em programas de revestimento de produção. A base de 75×120 cm com rodas traváveis permite a passagem por portas padrão; portas padrão de 1 polegada, QF, CF e ISO oferecem suporte a configurações flexíveis de alimentação e fonte. Resfriamento a água em circuito fechado com partida e parada automáticas e secagem interna até 120 °C completam o sistema de suporte ao processo.
Sistema de pulverização catódica magnetron RF/DC - ToronSputter™ Aplicações RFDC
O ToronSputter™ RFDC atende instalações de pesquisa e produção de PVD que exigem pulverização catódica por magnetron de alvos grandes, com configurações de fonte RF e DC, capacidade de gás reativo e deposição automatizada de múltiplas camadas. A opção de alvo de 6 polegadas o torna adequado para programas de substratos maiores e aplicações de revestimento de alto rendimento.
- Fabricação de Semicondutores e MicroeletrônicaDeposição por pulverização catódica DC de contatos metálicos, camadas de semente e filmes de barreira, com deposição por radiofrequência (RF) para camadas dielétricas de óxido e nitreto em processos com múltiplas fontes em substratos de wafer de 6 polegadas.
- Produção de Revestimento ÓpticoPulverização catódica reativa por radiofrequência de TiO₂, SiO₂ e estruturas ópticas multicamadas com controle de pressão por manômetro capacitivo para precisão estequiométrica em longos processos de revestimento.
- Revestimento Duro e Engenharia de Superfície de FerramentasPulverização catódica reativa de TiN, CrN e TiAlN em ferramentas e componentes mecânicos com capacidade de alvo de 6 polegadas para taxas de deposição mais elevadas.
- Deposição de Óxido Condutor TransparenteDeposição por pulverização catódica por radiofrequência (RF) de filmes de ITO, AZO e outros óxidos condutores transparentes (TCO) para aplicações em células solares, painéis de exibição e eletrônica flexível que exigem cobertura uniforme de grandes áreas.
- Ciência dos Materiais e Pesquisa de Filmes de LigasFilmes de ligas, compostos e óxidos mistos depositados por pulverização catódica múltipla e conjunta para estudos de composição-estrutura-propriedade e desenvolvimento de novos materiais.
- Pesquisa em Dispositivos de Energia e FotovoltaicaPulverização catódica de contatos traseiros metálicos, camadas de óxido tampão e contatos frontais de óxido condutor transparente (TCO) para programas de pesquisa de células solares de película fina e dispositivos de energia.
- Acadêmico e University Pesquisa de múltiplas fontesPlataforma RF/DC flexível para estudos de filmes finos multicamadas em materiais condutores, semicondutores e isolantes em um único sistema automatizado.
Sistema de pulverização catódica magnetron RF/DC - ToronSputter™ RFDC - Principais características
O ToronSputter™ RFDC integra pulverização catódica por magnetron RF e DC com suporte para alvos de 6 polegadas, controle de gás MFM de três canais, automação de camadas LabVIEW e monitoramento da pressão do plasma por manômetro capacitivo em uma plataforma de alto vácuo com múltiplos alvos.
- 1 a 4 fontes DC/RF com capacidade para alvos de até 6 polegadasLayout de fonte configurável que aceita diâmetros de alvo de 1", 2", 3", 4" e 6" para programas de deposição de alvo único, co-sputtering e multicamadas sequenciais.
- Fonte de alimentação RF (13.6 MHz, 300 a 1200 W)Abrange a faixa de potência de RF para processos de pulverização catódica de alvos isolantes e deposição reativa de óxidos e nitretos.
- Fonte de alimentação CC (600 V, 1.7 A)Fonte de alimentação CC para pulverização catódica de alvo metálico condutor com taxa de deposição controlada.
- Controle de gás MFM de 3 canais (Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂)Controle e visualização eletrônicos em tempo real para três canais de gás independentes, compatíveis com processos de pulverização catódica inerte e reativa.
- Manômetro capacitivo adicional para pressão de plasma: medidor dedicado para medição precisa da pressão do plasma durante processos de pulverização catódica reativa, independente do medidor de vácuo principal
- Válvulas de controle de fluxo, ventilação e isolamento com precisão de 1 a 100 mTorrAjuste preciso da pressão de trabalho para controle de processos reativos e condições de plasma estáveis.
- Pressão base de 10⁻⁷ Torr, 10⁻⁶ Torr em 30 minutosCombinação de bomba turbomolecular e mecânica; bomba criogênica e bomba seca disponíveis como opcionais.
- Controle de vácuo de ampla faixa (1000 a 10⁻⁹ Torr)Medição e controle integrados de vácuo, desde o vácuo atmosférico até o vácuo profundo, para todos os modos de processo.
- Controle de deposição camada por camada baseado em LabVIEWA automação controlada por computador gerencia cada camada de deposição de forma independente, suportando sequências complexas de múltiplas camadas sem intervenção do operador.
- Medição de espessura de canal duplo a 0.1 Å/s com 1 a 4 QCMsMonitoramento escalável de espessura e taxa com múltiplos sensores, com até quatro canais QCM simultâneos.
- Aquecimento de substrato PID de 50 a 600 °CControle PID da temperatura do substrato para cristalinidade e adesão do filme em uma ampla faixa de processos.
- Rotação da amostra de 3 a 30 rpmRotação ajustável do substrato para distribuição uniforme da espessura do filme na superfície do substrato.
- Unidade de limpeza de plasma de amostra (RF via polarização do substrato)A limpeza por plasma de radiofrequência in situ remove os óxidos superficiais nativos antes da deposição, sem quebrar o vácuo.
- Refrigeração a água de circuito fechado com partida e parada automáticasO gerenciamento térmico automático ativa e desativa o resfriamento com base no estado do sistema, protegendo as fontes e a câmara durante toda a operação.
- Retenção a vácuo com válvula de isolamentoA câmara principal permanece sob vácuo quando não está em uso, reduzindo o tempo de bombeamento entre experimentos sucessivos.
- Câmara SS304 (30 a 60 cm, prismática ou cilíndrica)Superfícies internas limpas e eletropolidas em diversas opções de tamanho de caixa com revestimento em aço inoxidável 304.
- Portas de passagem padrão de 1 polegada, QF, CF e ISO.Seleção de portas configurável para integração flexível de passagem, medição e gás de processo.
- Iluminação interna e capacidade de cozimento a 120 °C.Iluminação interna para inspeção da câmara e aquecimento para condicionamento e remoção de umidade.
- Janela frontal com persiana giratóriaAcesso visual direto para monitoramento do processo com obturador rotativo para temporização precisa da deposição.
- Controle computadorizado totalmente automático com painel de tela sensível ao toqueA tela sensível ao toque e os displays LCD em tempo real gerenciam todas as operações do sistema automaticamente.
- Tempo de ciclo experimental de 1.5 horas: O rápido bombeamento e o ciclo de processo suportam a produção diária de múltiplas execuções
- Plataforma móvel de 75×120 cm com rodas traváveis: Seu tamanho compacto permite a passagem por portas padrão e o reposicionamento dentro das instalações.
- Garantia de dois anos para design, materiais e mão de obra.Cobertura estendida de dois anos para componentes do sistema, projeto e qualidade de fabricação, o dobro do padrão de um ano.
Teoria e Método
A pulverização catódica por magnetron ioniza um gás de processo para criar íons que bombardeiam um alvo catódico, ejetando átomos que se condensam no substrato formando uma película fina. Um campo magnético confina o plasma próximo à face do alvo, aumentando a densidade iônica e o rendimento da pulverização em baixas pressões de trabalho. A corrente contínua de 600 V é utilizada para alvos condutores; a radiofrequência (RF) de 13.6 MHz dissipa o acúmulo de carga em alvos isolantes e de óxido. O formato de alvo de 6 polegadas aumenta a capacidade de material da fonte e amplia a área de deposição acessível para substratos maiores.
Configurações com múltiplos alvos, de uma a quatro fontes, permitem a deposição sequencial em um único ciclo de bombeamento, reduzindo a contaminação entre as camadas de material. A co-sputtering a partir de fontes alimentadas simultaneamente possibilita a obtenção de filmes com composição graduada e ligas sem etapas de deposição separadas. A sputtering reativa introduz N₂ ou O₂ por meio de entradas controladas por MFM durante a sputtering de alvos metálicos, formando filmes de nitreto ou óxido sem a necessidade de alvos compostos. O controle por válvula de estrangulamento e manômetro capacitivo mantém a pressão do plasma estável em toda a faixa de processo reativo de 1 a 100 mTorr.
A automação em LabVIEW gerencia toda a sequência de camadas, controlando o tempo de abertura e fechamento do obturador, os níveis de potência e o fluxo de gás para cada etapa, sem intervenção do operador entre as camadas. A limpeza por plasma de radiofrequência (RF) via polarização do substrato remove os óxidos nativos antes da deposição, melhorando a adesão na interface filme-substrato. O aquecimento do substrato por PID, de 50 a 600 °C, promove a cristalinidade do filme e a difusão superficial durante o crescimento. A válvula de isolamento mantém a câmara principal sob vácuo entre as deposições, eliminando a necessidade de bombeamento adicional para deposições subsequentes.
Sistema de pulverização catódica magnetron RF/DC - Especificações técnicas do ToronSputter™ RFDC
| Parâmetro | Especificação |
|---|---|
| Fonte de alimentação RF | 13.6 MHz, 300 a 1200 W |
| DC Power Supply | 600 V DC, 1.7 A |
| Número de fontes de pulverização catódica | 1 a 4 (DC/RF) |
| Diâmetros alvo | 1 "2", 3 "4", 6" |
| Pressão base | 10⁻⁷ Torr |
| Vácuo de trabalho (tempo de bombeamento) | 10⁻⁶ Torr em 30 minutos |
| Faixa de controle de vácuo | 1000 a 10⁻⁹ Torr |
| Configuração da bomba | Turbomolecular + Mecânico (bomba criogênica e bomba seca como opções) |
| Faixa de pressão de trabalho de pulverização catódica | 1 a 100 mTorr |
| Medição da pressão plasmática | Manômetro capacitivo adicional |
| material de câmara | Aço inoxidável 304 (prismático ou cilíndrico); eletropolido |
| Tamanhos de câmara | Tamanho da caixa: 30/40/50/60 cm |
| Portas de passagem | Padrão 1 polegada, QF, CF, ISO |
| Janela de Observação | Janela de visualização frontal; persiana giratória |
| Iluminação Interna | Sim |
| Capacidade de assar | Até 120 °C (interno) |
| Entradas de gás | Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂; MFM de 3 canais; visor eletrônico em tempo real |
| Configuração de válvula | Válvulas de controle de fluxo, ventilação e isolamento |
| Aquecimento de substrato | 50 a 600 °C (controlado por PID) |
| Velocidade de rotação da amostra | 3 a 30 rpm |
| Limpeza de plasma | Plasma de radiofrequência via polarização do substrato |
| Monitoramento de Espessura | Canal duplo; precisão de 0.1 Å/s; 1 a 4 QCMs |
| Sistema de controle | Controle computadorizado totalmente automático; painel com tela sensível ao toque; LCD em tempo real; LabVIEW |
| Sistema de Arrefecimento | Refrigeração a água em circuito fechado com partida e parada automáticas |
| Tempo do ciclo experimental | 1.5 horas |
| Pegada | 75 × 120 cm |
| Espaço livre da porta | Passa por portas padrão |
| Para fornecer mobilidade com contentor (certificado SOC) | Rodas bloqueáveis |
| Garantia | 2 anos (design, materiais e mão de obra) |