Hệ thống lắng đọng PVD lai
Hệ thống lắng đọng PVD lai - ToronPVD™ DS
Hệ thống kết hợp bay hơi nhiệt và lắng đọng phún xạ magnetron
Hệ thống ToronPVD™ DS là một hệ thống lắng đọng PVD lai kết hợp bay hơi nhiệt bốn kênh và lắng đọng phún xạ magnetron DC/RF trong một buồng SS304L duy nhất để nghiên cứu lắng đọng màng mỏng đa lớp và đồng lắng đọng. Bốn nguồn nhiệt 10V đến 250A với thiết kế đồng bay hơi dạng hộp độc quyền hoạt động cùng với các nguồn phún xạ DC/RF trong các cấu hình 1, 2 và 3 inch. Hệ thống đạt áp suất nền 10⁻⁸ Torr và 10⁻⁷ Torr trong một giờ đối với buồng chứa đầy vật liệu. Chu kỳ 1.5 giờ và điều khiển màn hình cảm ứng LabVIEW hỗ trợ từ bốn đến sáu thí nghiệm mỗi ngày.
Nguồn điện RF (13.6 MHz, 300 đến 1200 W) và DC (0 đến 1000 V, 2000 W) hỗ trợ cả các mục tiêu cách điện và dẫn điện trong tất cả các chế độ lắng đọng. Bộ điều khiển MFC kỹ thuật số điều khiển Ar, N₂, O₂, He, CH₄ và H₂ ở tốc độ 0.1 SCCM để lắng đọng oxit và nitrua phản ứng. Áp suất làm việc được kiểm soát chính xác trong khoảng từ 1 đến 100 mTorr để tạo plasma. Bộ gia nhiệt PID tùy chọn ở nhiệt độ 50 đến 700 °C (±1 °C) hỗ trợ các tấm wafer 3", 4" và 6".
Bộ điều khiển độ dày hai kênh với 1 đến 4 QCM ở độ chính xác 0.1 Å/s giám sát tốc độ lắng đọng và độ dày tích lũy trên cả hai nguồn nhiệt và nguồn bắn phá. Có thể tùy chọn làm sạch chất nền bằng plasma ICP, CCP và DC-RF trước khi lắng đọng. Buồng SS304L, ở cấu hình hình lăng trụ hoặc hình trụ, có bề mặt được đánh bóng điện hóa với các cổng dẫn tiêu chuẩn 1", QF, CF và ISO, cửa sổ quan sát chắn tia UV và màn chắn xoay được. Hệ thống có kích thước L120×W80×H180 cm có thể di chuyển qua các cửa ra vào tiêu chuẩn nhờ bánh xe có khóa.
Hệ thống lắng đọng PVD lai - Ứng dụng ToronPVD™ DS
Hệ thống ToronPVD™ DS phục vụ các phòng thí nghiệm nghiên cứu và sản xuất PVD cần cả phương pháp bay hơi nhiệt và lắng đọng phún xạ magnetron trong cùng một hệ thống chân không, nơi việc chạy cả hai chế độ lắng đọng trong cùng một chu kỳ hút chân không giúp giảm thời gian xử lý và duy trì độ sạch của giao diện. Khả năng đồng bay hơi bốn nguồn và súng phún xạ có thể cấu hình được làm cho nó phù hợp với các chương trình nghiên cứu màng hợp kim và đa lớp không đồng nhất.
- Nghiên cứu thiết bị đa lớp hữu cơ/vô cơ: Quá trình lắng đọng tuần tự các lớp hữu cơ hoặc kim loại bằng phương pháp bay hơi nhiệt và lắng đọng màng oxit hoặc nitrua trong một chu trình chân không duy nhất mà không cần thông hơi giữa các lớp.
- Chế tạo OLED và thiết bị hữu cơ: Phương pháp bay hơi nhiệt các lớp phát xạ và dẫn điện hữu cơ kết hợp với màng tiếp xúc dẫn điện được lắng đọng bằng phương pháp phún xạ để phát triển thiết bị OLED và OPV.
- Nghiên cứu màng hợp kim và hợp chất đồng bay hơi: Vận hành đồng thời nhiều nguồn nhiệt để kiểm soát thành phần quá trình bay hơi đồng thời của màng hợp kim và hợp chất, đòi hỏi kiểm soát dòng chảy đa vật liệu chính xác.
- Nghiên cứu về lớp phủ cứng và lớp vật liệu đa thành phần: lắng đọng phún xạ phản ứng các màng nitrit và oxit kết hợp với các lớp mầm kim loại hoặc lớp chức năng được bay hơi nhiệt trên một nền tảng lắng đọng duy nhất.
- Tạo mẫu thiết bị bán dẫn: lắng đọng các tiếp điểm kim loại bằng phương pháp bay hơi nhiệt và màng điện môi bằng phương pháp phún xạ RF trên chất nền wafer có kích thước lên đến 6 inch trong một lần hút chân không duy nhất.
- Nghiên cứu màng mỏng quang họcPhương pháp bay hơi nhiệt các lớp phản xạ kim loại kết hợp với lớp phủ oxit phản ứng bằng phương pháp phún xạ RF để tạo ra các lớp màng lọc quang học, chống phản xạ và gương.
- Học thuật và University Nghiên cứu PVD đa nguồnNền tảng linh hoạt cho các chương trình nghiên cứu yêu cầu cả quá trình bay hơi và lắng đọng phún xạ mà không cần thay đổi thiết bị riêng biệt giữa các bước lắng đọng.
Hệ thống lắng đọng PVD lai - Các tính năng chính của ToronPVD™ DS
Hệ thống ToronPVD™ DS tích hợp quá trình đồng bay hơi nhiệt bốn nguồn, lắng đọng phún xạ magnetron DC/RF, điều khiển khí MFC, tự động hóa PLC và giám sát độ dày hai kênh trong một nền tảng chân không cao duy nhất để nghiên cứu màng mỏng đa lớp và đa vật liệu.
- Bốn nguồn nhiệt 10V đến 250A với cấu hình đồng bay hơi 2×2Nguồn bay hơi đồng thời dòng điện cao với thiết kế hộp độc quyền giúp ngăn ngừa ô nhiễm chéo và hỗ trợ thay thế khay và giỏ dễ dàng.
- Thiết kế nguồn đóng hộp độc quyềnCấu trúc hình học khép kín của nguồn ngăn ngừa sự tiếp xúc chéo giữa các chén nung liền kề, giữ gìn độ tinh khiết của thành phần trong các lớp màng được lắng đọng đồng thời.
- Nguồn phún xạ DC/RF (1", 2", 3"), thiết kế đầu linh hoạt 85 mm: Bao phủ các vật liệu mục tiêu từ tính và không từ tính với đầu linh hoạt cho phép lắp đặt dễ dàng và căn chỉnh mục tiêu ở mọi vị trí nguồn.
- Bộ nguồn RF (13.6 MHz, 300 đến 1200 W)Nội dung bao gồm các mục tiêu cách điện và quá trình lắng đọng phún xạ phản ứng của màng oxit và nitrua ở mức công suất nghiên cứu và sản xuất.
- Nguồn điện DC (0 đến 1000 V, 2000 W)Nguồn điện DC công suất cao dùng cho quá trình lắng đọng phún xạ mục tiêu kim loại và vận hành nguồn đồng bay hơi nhiệt.
- Áp suất cơ bản 10⁻⁸ Torr, 10⁻⁷ Torr sau một giờ (khi nạp đầy): Hệ thống bơm turbomolecular và cơ học với các tùy chọn bơm lạnh và bơm khô; khả năng hút chân không nhanh chóng hỗ trợ chu kỳ thí nghiệm 1.5 giờ.
- Điều khiển áp suất chân không phạm vi rộng (1000 đến 10⁻⁹ Torr): Bao phủ toàn bộ dải áp suất cho cả hai chế độ lắng đọng bằng bay hơi nhiệt và phun phủ trong cùng một hệ thống đo.
- Kiểm soát áp suất plasma chính xác (1 đến 100 mTorr): Cài đặt áp suất độc lập để duy trì điều kiện plasma ổn định trong quá trình phún xạ và lắng đọng phản ứng
- Điều khiển khí MFC kỹ thuật số (Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂) với độ nhạy 0.1 SCCM: Hệ thống cung cấp khí MFC sáu loại cho quá trình lắng đọng trơ và phản ứng ở cả hai chế độ bay hơi và phun phủ.
- Giám sát độ dày hai kênh với độ phân giải 0.1 Å/giây bằng 1 đến 4 QCM: Đo đồng thời tốc độ và độ dày chính xác trên các kênh nguồn nhiệt và phun hoạt động
- Bộ gia nhiệt đế PID tùy chọn từ 50 đến 700 °C (±1 °C): Điều khiển nhiệt độ chất nền để đảm bảo độ kết tinh và độ bám dính của màng phim, tương thích với các tấm wafer 3", 4" và 6" và các phụ kiện mẫu từ 1 đến 10 cm
- Tốc độ quay mẫu từ 2 đến 30 vòng/phút: Khả năng xoay điều chỉnh liên tục để phân bố độ dày màng đồng đều trên bề mặt chất nền
- Tùy chọn làm sạch plasma trên chất nền bằng ICP, CCP và DC-RF.Chuẩn bị bề mặt chất nền tại chỗ trước khi lắng đọng mà không cần phá vỡ chân không.
- Hệ thống làm mát bằng nước khép kín tự động với khóa liên độngHệ thống quản lý nhiệt ngăn chặn hoạt động của nguồn mà không có chất làm mát chủ động, bảo vệ các nguồn plasma và cụm nguồn nhiệt.
- Cấu hình van tiết lưu, van thông hơi và van cách lyQuản lý áp suất quy trình chính xác; buồng duy trì chân không giữa các thí nghiệm thông qua van cách ly.
- Buồng SS304L (hình lăng trụ hoặc hình trụ) với bề mặt được đánh bóng điện hóa.: Bề mặt sạch bong kin kít với các cổng kết nối tiêu chuẩn 1", QF, CF và ISO cho phép tích hợp linh hoạt
- Đèn chiếu sáng bên trong, nung ở 100°C, cửa sổ chắn tia UV và cửa chớp xoay được.: Bộ phụ kiện buồng đầy đủ để giám sát quy trình, điều chỉnh và loại bỏ hơi ẩm
- Dễ dàng nâng cấp với các nguồn nhiệt và phun phủ bổ sung.Kiến trúc mô-đun hỗ trợ mở rộng số lượng nguồn khi nhu cầu nghiên cứu tăng lên.
- Điều khiển màn hình cảm ứng LabVIEW với chức năng sao lưu toàn bộ bảng điều khiển.Hệ thống quản lý trình tự tự động cho tất cả các chức năng nguồn, khí, chân không và quay, với chế độ sao lưu bằng bảng điều khiển thủ công luôn sẵn sàng.
- Chu kỳ thí nghiệm 1.5 giờ, 4 đến 6 thí nghiệm mỗi ngày: Khả năng hút chân không nhanh và chu kỳ xử lý hỗ trợ sản lượng đa đợt hàng ngày
- Nền tảng di động L120×W80×H180 cm có bánh xe khóa được.Hệ thống kết hợp kích thước đầy đủ với diện tích chiếm chỗ lớn có thể dễ dàng đi qua các cửa ra vào tiêu chuẩn, tạo sự linh hoạt trong việc bố trí phòng thí nghiệm.
- Bảo hành một năm cho thiết kế, vật liệu và chất lượng thi công.Bảo hiểm hàng năm cho các thành phần hệ thống, chất lượng thiết kế và sản xuất.
Lý thuyết và Phương pháp
Phương pháp bay hơi nhiệt và phương pháp lắng đọng phún xạ magnetron đều giải quyết được các loại vật liệu và điều kiện lắng đọng mà phương pháp kia không thể đáp ứng, do đó việc kết hợp cả hai trong cùng một buồng chân không là rất khả thi cho các cấu trúc thiết bị đa lớp phức tạp. Phương pháp bay hơi nhiệt làm nóng nguồn điện trở đến khi hóa hơi, tạo ra dòng vật liệu kim loại và hữu cơ sạch, phù hợp với các kim loại tiếp xúc và các chất phát xạ hữu cơ. Phương pháp lắng đọng phún xạ magnetron sử dụng plasma để tách các nguyên tử từ mục tiêu rắn, bao phủ các kim loại chịu nhiệt, oxit và nitrit. Việc kết hợp cả hai trong một chu trình chân không giúp loại bỏ sự nhiễm bẩn do tiếp xúc với không khí tại các giao diện hữu cơ-vô cơ và kim loại-điện môi.
Bốn nguồn nhiệt trong cấu hình đồng bay hơi 2×2 cho phép lắng đọng đồng thời nhiều vật liệu để tạo ra các màng hợp kim, màng có thành phần thay đổi và màng hỗn hợp. Thiết kế nguồn dạng hộp độc quyền ngăn ngừa sự nhiễm chéo giữa các nồi nấu chảy liền kề và đơn giản hóa việc thay thế vật liệu nguồn. Quá trình phún xạ DC/RF trong cấu hình đầu linh hoạt 1, 2 và 3 inch bao phủ các mục tiêu từ tính và không từ tính cùng với các nguồn nhiệt. Bộ điều khiển độ dày hai kênh với 1 đến 4 QCM giám sát quá trình lắng đọng kết hợp ở tốc độ 0.1 Å/s trên tất cả các nguồn đang hoạt động.
Sự kết hợp giữa bơm turbomolecular và bơm cơ học giúp đạt áp suất nền 10⁻⁸ Torr và 10⁻⁷ Torr trong một giờ đối với buồng chứa đầy mẫu. Khả năng điều khiển chân không phạm vi rộng từ 1000 đến 10⁻⁹ Torr và điều khiển áp suất chính xác từ 1 đến 100 mTorr để tạo plasma bao phủ mọi điều kiện hoạt động. Màn hình cảm ứng LabVIEW với chức năng sao lưu toàn bộ bảng điều khiển quản lý nguồn điện, khí, chân không và trình tự quay. Bộ phận làm sạch plasma ICP, CCP hoặc DC-RF tùy chọn giúp chuẩn bị bề mặt chất nền trước khi lắng đọng.
Hệ thống lắng đọng PVD lai - Thông số kỹ thuật ToronPVD™ DS
| Tham số | Đặc điểm kỹ thuật |
|---|---|
| RF Power Supply | 13.6 MHz, 300 đến 1200 W |
| DC Power Supply | Điện áp DC từ 0 đến 1000 V, công suất 2000 W. |
| áp lực cơ sở | 10⁻⁸ Tô-rây |
| Máy hút bụi đang hoạt động (có tải, 1 giờ) | 10⁻⁷ Torr |
| Phạm vi kiểm soát chân không | 1000 đến 10⁻⁹ Torr |
| Cấu hình máy bơm | Turbomolecular + Cơ học (tùy chọn bơm chân không lạnh và bơm khô) |
| Phạm vi áp suất phun | 1 đến 100 mTorr |
| Nguồn bay hơi nhiệt | 4 (10V đến 250A; cấu hình đồng bay hơi 2×2) |
| Thiết kế nguồn | Đóng gói theo tiêu chuẩn riêng (ngăn ngừa lây nhiễm chéo) |
| Nguồn bắn phá | DC/RF; mục tiêu 1", 2", 3"; đầu linh hoạt 85 mm |
| Phun phủ từ tính/không từ tính | Có |
| Đầu vào khí | Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂; MFC kỹ thuật số; độ nhạy 0.1 SCCM |
| Phòng Vật liệu | Thép không gỉ SS304L (hình lăng trụ hoặc hình trụ); được đánh bóng điện hóa |
| Cổng xuyên suốt | Tiêu chuẩn 1 inch, QF, CF, ISO |
| Làm nóng chất nền (Tùy chọn) | 50 đến 700 °C (PID, ±1 °C) |
| Khả năng tương thích wafer | Kích thước mẫu: 3", 4", 6"; 1 đến 10 cm |
| Tốc độ quay mẫu | 2 đến 30 vòng / phút |
| Làm sạch bằng plasma (Tùy chọn) | ICP, CCP, DC-RF |
| Giám sát độ dày | Kênh đôi; 0.1 Å/s; 1 đến 4 QCM |
| Nướng bên trong | Lên đến 100 ° C |
| Cửa sổ quan sát | Chống tia cực tím; cửa chớp xoay được |
| Hệ thống làm lạnh | Hệ thống làm mát bằng nước khép kín tự động (có bảo vệ bằng khóa liên động) |
| Hệ thống điều khiển | Màn hình cảm ứng LabVIEW; sao lưu toàn bộ bảng điều khiển |
| Thời gian chu kỳ thí nghiệm | 1.5 giờ (4 đến 6 thí nghiệm mỗi ngày) |
| Dấu chân | Dài 120 × Rộng 80 × Cao 180 cm |
| Thông quan cửa | Có thể đi qua cửa tiêu chuẩn. |
| Di động | Bánh xe có khóa |
| Chính sách bảo hành | 1 năm (thiết kế, vật liệu và chất lượng thi công) |