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 mediante cañón de electrones
- Evaporación de compuestos orgánicos
- Pulverización catódica
- Pulverización catódica de CC
- Pulverización catódica mediante radiofrecuencia
- Pulverización catódica reactiva
- Pulverización catódica de CC pulsada
- Fuente de iones
- Deposición asistida por iones
- Suministro de gas de proceso
- Medición del grosor de la película
Evaporación térmica
Evaporación térmica
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.
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
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.
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.
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
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.
Pulverización catódica
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.
Pulverización catódica de CC
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
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
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
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
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.
Deposición asistida por iones
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.
Medición del grosor de la película
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).
Evaporación térmica
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
- Giro del sustrato
- Calentamiento del sustrato
- Enfriamiento del sustrato
- Sesgo del sustrato
- Sistemas de accionamiento planetarios
- Ajuste de altura
- Inclinación del sustrato
- Deposición mediante ángulo de incidencia
- Shutters de gradiente
- Trampa fría
- Cámaras de carga y descarga
Tratamiento del sustrato
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.
Giro del sustrato
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
Enfriamiento 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.
Sesgo del sustrato
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.
Sistemas de accionamiento planetarios
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.
Ajuste de altura
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.
Inclinación del sustrato
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.
Deposición mediante ángulo de incidencia
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.
Shutters de gradiente
Shutters de gradiente
Nuestra etapa de shutter de gradiente permite conseguir diversas muestras de diferentes grosores y con distintas propiedades materiales.
Cámaras de carga y descarga
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Shutters de gradiente
Nuestra etapa de shutter de gradiente permite conseguir diversas muestras de diferentes grosores y con distintas propiedades materiales.
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.
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