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UNIVEX Coating Process

Procesos de recubrimiento de UNIVEX

Procesos de deposición de película fina de UNIVEX

UNIVEX son sistemas de recubrimiento multiusos para la producción de revestimientos funcionales de deposición física de vapor.

Las propiedades de las películas finas dependen de la tecnología de proceso empleada para producirlas. Los distintos parámetros de proceso afectan al comportamiento de una película fina. En nuestros sistemas UNIVEX es posible aplicar diversos métodos de recubrimiento, además de distintos tratamientos del sustrato. Nuestros sistemas de recubrimiento Leybold se basan en un diseño modular, que ofrece la posibilidad de satisfacer las necesidades específicas de los clientes. Nuestros sistemas de recubrimiento Leybold cuentan con un diseño modular, que posibilita la satisfacción de las necesidades específicas del cliente.

Variaciones de procesos para recubrimientos de UNIVEX

Evaporación térmica

Evaporación térmica de proceso

La evaporación térmica o resistiva es el método más habitual para la deposición de películas finas. Esta técnica se emplea en cámaras de vacío alto, por ejemplo, en nuestro sistema UNIVEX. Un evaporador térmico consta de dos conexiones interfaciales de corriente refrigeradas por agua y conectadas mediante una fuente como una barca o filamento. El material se coloca en el dispositivo de fuente y, gracias a la energía aplicada, la temperatura aumenta hasta que se evapora el material. 

Evaporación térmica de proceso

Nuestros paquetes de evaporación térmica estándar están disponibles en configuraciones sencilla, doble y doble independiente, aptos tanto para deposición sencilla como para codeposición.

La tecnología de evaporación térmica permite depositar un amplio abanico de materiales, como oro, plata, aluminio, cobre y muchos otros.

Evaporación mediante cañón de electrones

La evaporación mediante cañón de electrones es otra tecnología de evaporación asentada que se emplea en entornos de vacío alto. El material que vaya a evaporarse se introduce en un crisol de cobre. 

Evaporación mediante cañón de electrones

Se genera un haz de electrones con corriente mediante un filamento de tungsteno y posteriormente se desvía por la acción de campos magnéticos hasta un hueco situado en el crisol. La energía de este haz de electrones se aplica al material, que posteriormente se evapora o sublima.

Evaporación mediante cañón de electrones

El cañón de electrones puede configurarse de diversas formas: hay disponibles crisoles de uno o varios huecos con distintas capacidades. 

Varias alimentaciones permiten evaporar materiales de puntos de fusión altos (p. ej., el Mo) o incluso el uso de procesos con velocidades de deposición elevadas.

Evaporación de compuestos orgánicos

A los evaporadores de compuestos orgánicos también se los denomina "celdas de Knudsen". Se trata de evaporadores de efusión para la evaporación de materiales de presión parcial reducida que necesitan de un control exacto de la temperatura para poder depositar películas finas funcionales.

El material se coloca en un crisol, que puede estar fabricado de, p. ej., cuarzo o material cerámico. Se usa calentamiento eléctrico para elevar la temperatura del material hasta que se evapora. Para el control de temperatura, el evaporador cuenta con un termopar integrado. Este tipo de fuente es idónea para evaporar compuestos orgánicos.

Process organics evaporation

Pulverización catódica

La pulverización catódica mediante magnetrones es un método muy práctico y productivo de depositar materiales complejos o de difícil evaporación en diversos sustratos.

Leybold emplea magnetrones de cuerpo de acero inoxidable, cilíndricos o rectangulares y de excelente calidad en sus sistemas de deposición por pulverización catódica. Recomendamos usar válvulas de mariposa de control de presión junto con nuestros manómetros de diafragma cerámicos para controlar la presión de pulverización catódica y poder replicar procesos.

UNIVEX Coating Process
Pulverización catódica

Pulverización catódica de CC

La pulverización catódica de corriente continua (CC) suele utilizarse para metales o materiales conductores de la electricidad, como el Al, el Ti y el ITO.

Para estos materiales conductores, la pulverización catódica de CC ofrece una velocidad de deposición relativamente mayor que el método de pulverización catódica mediante radiofrecuencia, y suele ser más recomendable.

Pulverización catódica mediante radiofrecuencia

La pulverización catódica mediante radiofrecuencia (RF) resulta de especial utilidad para pulverizar catódicamente materiales no conductores o cerámicos, como los óxidos y los sulfuros. También puede emplearse en materiales conductores, pero la velocidad de deposición es inferior a la del método de pulverización catódica de CC.

A menudo, la pulverización catódica mediante radiofrecuencia se usa para tareas de dopaje superficial durante la copulverización catódica mediante un proceso de CC de mayor velocidad.

Pulverización catódica reactiva

La pulverización catódica reactiva consiste en partir de un material elemental de base e incorporar un gas para generar un material nuevo en el sustrato.

Obtener óxidos, nitruros y sulfuros de la pureza adecuada para la aplicación pertinente puede ser tarea compleja. Resulta más rentable empezar por una sustancia metálica y hacerla reaccionar dentro de la cámara.

Pulverización catódica de CC pulsada

La pulverización catódica de CC pulsada (PDC) se emplea el proceso de pulverización catódica reactiva en los que se generan películas de aislante. Puede producirse contaminación de la sustancia metálica de destino por el gas reactivo, lo que provoca la aparición de arcos eléctricos y la pérdida de estabilidad del plasma.

La técnica de CC pulsada emplea inversión de corriente alterna con pulsos de alta frecuencia para suministrar (y mantener) una cantidad energética elevada en la sustancia. La limpieza de la acumulación de aislante en la superficie de la sustancia de destino permite mayores velocidades de deposición e incrementa la coherencia del proceso.

Las alimentaciones de PDC suelen incorporar un mecanismo "activo" de supresión de arcos eléctricos, que puede agregar pulsos inversos adicionales en caso de detectarse tales arcos.

Fuente de iones

La fuente de iones es un dispositivo que genera iones energéticos que se dirigen a un sustrato. Las fuentes de iones están disponibles tanto con rejilla como sin ella. Suelen utilizarse para la deposición asistida por haz de iones (IBAD), para la limpieza previa, para la modificación y para la activación de la superficie del sustrato.

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Deposición asistida por iones

En un proceso de deposición, el material llega a la superficie del sustrato con un fundente, un potencial de ionización y una temperatura específica. Estos factores tienen un gran impacto en la densidad, la pureza y la cristalinidad de la película depositada.

Con una fuente de iones, se puede aplicar energía adicional al material en fase gaseosa y a la película fina por medio de iones energéticos. 

Esto influye en las propiedades de la película, como la adhesión, la composición, la tensión interna de la película y la cristalinidad.

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Suministro de gas de proceso

Varios procesos de deposición requieren de un suministro de gas, que puede ser de argón, nitrógeno, oxígeno y algunos más. Ofrecemos controladores de caudal másico y conexiones interfaciales aptos para estas aplicaciones.

Medición del grosor de la película

En las unidades UNIVEX pueden instalarse diversos instrumentos de medición del grosor de las películas delgadas. Los que elijan dependen de las mediciones que sea necesario efectuar y el grado de automatización que se necesite. De serie, se emplean sistemas de cristales oscilantes.

Estos pueden constar de uno o varios cabezales de sensor con o sin shutter. Los cabezales de los sensores se accionan mediante un monitor o un controlador (velocidad de medición/control y grosor).

Procesos adicionales de recubrimiento de UNIVEX

Tratamiento del sustrato

Para mejorar o modificar las propiedades de la película durante el proceso de deposición, se pueden aplicar diversos métodos de tratamiento y manipulación del sustrato.

UNIVEX Coating Process

Giro del sustrato

El giro se utiliza para incrementar la uniformidad de la película fina en la superficie del sustrato. Ofrecemos una amplia gama de posibles soluciones para sustratos únicos o múltiples, incluidos sistemas de accionamiento planetario.

Las combinaciones habituales con otras funciones de manipulación de sustrato son las siguientes:

  • Calentamiento, enfriamiento
  • Polarización mediante radiofrecuencia/corriente continua (CC)
  • Ajuste de altura (de la fuente al sustrato)
  • Inclinación
  • Deposición mediante ángulo de incidencia (GLAD)
  • Shutters de gradiente
UNIVEX Coating Process

Calentamiento del sustrato

El calentamiento del sustrato ayuda a preparar la superficie de este antes de la deposición y favorece el proceso de formación de las capas depositadas. Se pueden ofrecer soluciones de calentamiento de hasta 1000 °C.

Tratamiento del sustrato

Enfriamiento del sustrato

Los sustratos o máscaras sensibles al calor requieren de enfriamiento durante la deposición. Ofrecemos soportes de sustrato que pueden refrigerarse por agua, enfriarse mediante LN2 o utilizarse con líquidos refrigerantes especiales.

UNIVEX Coating Process

Sesgo del sustrato

La deposición facilitada mediante polarización de radiofrecuencia o CC incrementa las propiedades de adherencia y la estequiometría de la película final. Para tal fin, hay disponibles soportes de sustrato y alimentaciones aptos.

Tratamiento del sustrato
Pulverización catódica de proceso
Tratamiento del sustrato

Sistemas de accionamiento planetarios

Nuestros sistemas de accionamiento planetarios se han diseñado para satisfacer las necesidades de los sustratos y los procesos concretos de los clientes. 

La etapa principal del sustrato cuenta con un eje de giro central. Alrededor de este eje se disponen varios planetas giratorios independientes. La posición determinada de un planeta siempre es distinta en el momento de girar por el eje central. Esta disposición planetaria incrementa la uniformidad de la película. 

UNIVEX Coating Process
Tratamiento del sustrato

Ajuste de altura (de la fuente al sustrato)

La distancia de la fuente al sustrato es un factor importante para distintas aplicaciones. Tiene un efecto fundamental en las propiedades de la película fina. Si se aumenta la separación entre la fuente y el sustrato, el ángulo de incidencia sobre el sustrato se ve afectado. Un ángulo correcto entre el fundente del material y el sustrato optimiza las propiedades de las películas finas. 

Hay disponibles diferentes componentes modulares, en función de la aplicación correspondiente.

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Inclinación del sustrato

La inclinación del sustrato se utiliza para diferentes aplicaciones. Leybold puede proporcionar etapas de sustrato que se pueden inclinar tanto de manera manual como automáticamente.

Tratamiento del sustrato

Deposición mediante ángulo de incidencia

Inclinar el sustrato durante la disposición permite crear estructuras o patrones (tridimensionales) interesantes sobre el sustrato. A esta técnica única se la denomina "deposición mediante ángulo de incidencia (GLAD)".

Es posible girar, inclinar, calentar y enfriar el sustrato. Esta técnica puede usarse, por ejemplo, con una fuente térmica, un evaporador por haz de electrones o una fuente de pulverización catódica.

UNIVEX Coating Process

Shutters de gradiente

Nuestra etapa de shutter de gradiente permite conseguir diversas muestras de diferentes grosores y con distintas propiedades materiales.

Trampa fría

Es posible colocar una trampa fría en la cámara de proceso para condensar gases sobre una superficie fría adecuada, método que permite reducir las moléculas de la cámara y acortar el tiempo necesario para alcanzar la correspondiente presión de proceso. 

Cámaras de carga y descarga

El de cámara de esclusa es un método muy rápido para la introducción de sustratos en sistemas de vacío alto. Cada cámara de esclusa de carga incorpora su propio sistema de bombeo y se conecta a la cámara de proceso mediante una válvula de esclusa.

En el interior de una cámara de esclusa pueden almacenarse diversos sustratos y transportarse dentro de la cámara de proceso. La cámara de proceso solo debe ventilarse para añadir material o para trabajos de limpieza. Para transportar los sustratos entre diversas cámaras de vacío, suelen emplearse habitualmente brazos robóticos motorizados o sistemas de transferencia lineal.

Una vez finalizado el proceso, el brazo de transferencia devuelve el sustrato a la ubicación correspondiente en la cámara de esclusa. Es posible retirarlo e incluso almacenarlo en un entorno al vacío mientras ya hay un sustrato nuevo en proceso de recubrimiento.

La ventaja que ofrece la cámara de esclusa es la reducción de los tiempos de procesamiento al tiempo que se evita la contaminación atmosférica del módulo de proceso. Es posible incorporar una cámara de esclusa a cualquier sistema UNIVEX, con independencia de su tipo y tamaño.

Load Lock processes robot
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