Processus de revêtement UNIVEX
Processus de revêtement en couches minces UNIVEX
UNIVEX regroupe des systèmes de revêtement multi-usages destinés au dépôt physique en phase vapeur (VPD).
Les propriétés des couches minces dépendent de la technologie utilisée pour les créer. Différents paramètres du processus influencent le comportement d'une couche mince. Nos systèmes UNIVEX permettent une variété de méthodes de revêtement et de traitements de substrat. Nos systèmes de revêtement Leybold reposent sur une conception modulaire qui permet de répondre aux besoins spécifiques des clients.
Divers processus de dépôt UNIVEX
- Evaporation thermique
- Evaporation par faisceau d'électrons
- Evaporation de matières organiques
- Pulvérisation
- Pulvérisation à courant continu
- Pulvérisation radiofréquence
- Pulvérisation réactive
- Pulvérisation à courant continu pulsé
- Source d'ions
- Dépôt assisté par faisceau d'ions
- Entrée de gaz du processus
- Mesure de l'épaisseur de la couche
Evaporation thermique
Evaporation thermique
L'évaporation thermique ou résistive est la méthode la plus utilisée pour déposer des couches minces. Cette technique est réalisée dans une chambre à vide poussé telle que notre système UNIVEX. Un évaporateur thermique se compose de deux traversées de courant refroidies par eau et connectées par une source de type nacelle ou filament. Le matériau est placé dans la source et sous l'effet du courant appliqué, la température augmente jusqu'à ce que le matériau s'évapore.
Nos packs d'évaporation thermique standard se déclinent en plusieurs configurations : simple, double ou double indépendante, adaptées au dépôt simple ou simultané.
Une large gamme de matériaux peut être déposée grâce à la technologie d'évaporation thermique : l'or, l'argent, le cuivre, l'aluminium et bien d'autres.
Evaporation par faisceau d'électrons
Evaporation par faisceau d'électrons
L'évaporation par faisceau d'électrons est une autre technologie d'évaporation largement utilisée dans un environnement à vide poussé. Le matériau utilisé dans l'évaporation est situé à l'intérieur d'un creuset de cuivre.
Un faisceau d'électrons activé est généré à partir d'un filament de tungstène et dévié par les champs magnétiques dans un réceptacle du creuset. L'énergie de ce faisceau d'électrons est appliquée au matériau, qui est ensuite évaporé ou sublimé.
Le canon à faisceau d'électrons peut présenter plusieurs configurations. Des creusets à un ou plusieurs réceptacles de différentes contenances sont disponibles.
Diverses puissances permettent l'évaporation des matériaux avec des points de fusion élevés (par ex. le molybdène) ou même la mise en œuvre de procédés avec des taux de dépôt élevés.
Evaporation de matières organiques
Evaporation de matières organiques
L'évaporateur organique, également appelé cellule de Knudsen, est un évaporateur par effusion utilisé pour évaporer le matériau à basse pression partielle, ce qui nécessite un contrôle précis de la température afin de déposer des couches minces fonctionnelles.
Le matériau est placé dans un creuset fabriqué notamment en quartz ou en céramique. Le chauffage électrique est utilisé pour chauffer le matériau jusqu'à ce qu'il s'évapore. Pour le contrôle de la température, l'évaporateur est doté d'un thermocouple intégré. Ce type de source est parfaitement adapté à l'évaporation de matières organiques.
Pulvérisation
Pulvérisation
La pulvérisation à magnétron est un moyen très utile et efficace pour déposer des matériaux difficiles à évaporer ou complexes sur divers substrats.
Les systèmes de dépôt par pulvérisation Leybold possèdent un corps en acier inoxydable de haute qualité, et des magnétrons cylindriques ou rectangulaires. Nous recommandons d'utiliser des vannes de contrôle de pression couplées à nos jauges à diaphragme en céramique haute précision pour réguler la pression de pulvérisation et garantir la reproductibilité des processus.
Pulvérisation à courant continu
Pulvérisation à courant continu
La pulvérisation à courant continu (CC) est souvent utilisée pour les matériaux métalliques ou conducteurs comme l'aluminium (Al), le titane (Ti) et l'oxyde d'étain et d'indium (ITO).
Pour ces matériaux conducteurs, la pulvérisation à courant continu offre un taux de dépôt relatif plus élevé par rapport à la pulvérisation radiofréquence (RF) et est généralement préférable.
Pulvérisation radiofréquence
Pulvérisation radiofréquence
La pulvérisation radiofréquence (RF) est particulièrement utile pour la pulvérisation de matériaux non conducteurs ou céramiques tels que les oxydes ou les sulfures. Elle peut également être utilisée pour les matériaux conducteurs, mais présente un taux de dépôt plus faible que la pulvérisation à courant continu.
Souvent, la pulvérisation RF est utilisée pour le dopage superficiel pendant la co-pulvérisation avec un procédé à courant continu à taux plus élevé.
Pulvérisation réactive
Pulvérisation réactive
La pulvérisation réactive consiste à partir d'un matériau cible élémentaire et d'y ajouter un gaz pour créer un nouveau matériau sur le substrat.
Il peut être difficile d'obtenir des oxydes, des nitrures et des sulfures d'une pureté adaptée à l'application visée. Il est plus économique de commencer par une cible métallique et de la faire réagir dans la chambre.
Pulvérisation à courant continu pulsé
Pulvérisation à courant continu pulsé
La pulvérisation à courant continu pulsé (PDC) est utilisée dans les procédés de pulvérisation réactifs visant à créer des couches isolantes. Une contamination de la cible métallique par le gaz réactif peut se produire, ce qui entraîne un arc électrique et une perte de stabilité du plasma.
Le courant continu pulsé utilise l'inversion de tension alternative avec des impulsions haute fréquence pour fournir et maintenir une puissance relative plus élevée au niveau de la cible. Le nettoyage de l'accumulation d'isolant sur la surface cible permet d'obtenir des taux de dépôt plus élevés et un processus plus régulier.
Les alimentations PDC offrent généralement une suppression « active » d'arcs qui peut ajouter des impulsions inverses supplémentaires en cas de détection d'arcs.
Source d'ions
Source d'ions
La source d'ions est un dispositif qui crée des ions énergétiques dirigés vers un substrat. Les sources d'ions sont disponibles avec ou sans grille. Elles sont couramment utilisées pour le dépôt assisté par faisceau d'ions (IBAD), le pré-nettoyage, la modification et l'activation de la surface du substrat.
Dépôt assisté par faisceau d'ions
Dépôt assisté par faisceau d'ions
Lors d'un processus de dépôt, le matériau arrive à la surface du substrat avec un flux, un potentiel d'ionisation et une température spécifique. Ces facteurs ont un impact considérable sur la densité, la pureté et la cristallinité de la couche déposée.
Grâce à une source ionique, il est possible d'appliquer une énergie supplémentaire au matériau en phase gazeuse et à la couche mince par le biais d'ions énergétiques.
Cela influence les propriétés de la couche telles que l'adhérence, la composition, la contrainte et la cristallinité de la couche interne.
Mesure de l'épaisseur de la couche
Mesure de l'épaisseur de la couche
Divers instruments de mesure d'épaisseur de couche mince peuvent être installés sur les systèmes UNIVEX. Le choix dépendra des mesures nécessaires et du degré d'automatisation requis. En version standard, on utilise des systèmes à cristaux oscillants.
Ils comprennent un ou plusieurs capteurs avec ou sans obturateur. Le capteur est entraîné par un moniteur ou un contrôleur (mesure/contrôle du taux et de l'épaisseur).
Evaporation thermique
L'évaporation thermique ou résistive est la méthode la plus utilisée pour déposer des couches minces. Cette technique est réalisée dans une chambre à vide poussé telle que notre système UNIVEX. Un évaporateur thermique se compose de deux traversées de courant refroidies par eau et connectées par une source de type nacelle ou filament. Le matériau est placé dans la source et sous l'effet du courant appliqué, la température augmente jusqu'à ce que le matériau s'évapore.
Nos packs d'évaporation thermique standard se déclinent en plusieurs configurations : simple, double ou double indépendante, adaptées au dépôt simple ou simultané.
Une large gamme de matériaux peut être déposée grâce à la technologie d'évaporation thermique : l'or, l'argent, le cuivre, l'aluminium et bien d'autres.
Evaporation par faisceau d'électrons
L'évaporation par faisceau d'électrons est une autre technologie d'évaporation largement utilisée dans un environnement à vide poussé. Le matériau utilisé dans l'évaporation est situé à l'intérieur d'un creuset de cuivre.
Un faisceau d'électrons activé est généré à partir d'un filament de tungstène et dévié par les champs magnétiques dans un réceptacle du creuset. L'énergie de ce faisceau d'électrons est appliquée au matériau, qui est ensuite évaporé ou sublimé.
Le canon à faisceau d'électrons peut présenter plusieurs configurations. Des creusets à un ou plusieurs réceptacles de différentes contenances sont disponibles.
Diverses puissances permettent l'évaporation des matériaux avec des points de fusion élevés (par ex. le molybdène) ou même la mise en œuvre de procédés avec des taux de dépôt élevés.
Evaporation de matières organiques
L'évaporateur organique, également appelé cellule de Knudsen, est un évaporateur par effusion utilisé pour évaporer le matériau à basse pression partielle, ce qui nécessite un contrôle précis de la température afin de déposer des couches minces fonctionnelles.
Le matériau est placé dans un creuset fabriqué notamment en quartz ou en céramique. Le chauffage électrique est utilisé pour chauffer le matériau jusqu'à ce qu'il s'évapore. Pour le contrôle de la température, l'évaporateur est doté d'un thermocouple intégré. Ce type de source est parfaitement adapté à l'évaporation de matières organiques.
Pulvérisation
La pulvérisation à magnétron est un moyen très utile et efficace pour déposer des matériaux difficiles à évaporer ou complexes sur divers substrats.
Les systèmes de dépôt par pulvérisation Leybold possèdent un corps en acier inoxydable de haute qualité, et des magnétrons cylindriques ou rectangulaires. Nous recommandons d'utiliser des vannes de contrôle de pression couplées à nos jauges à diaphragme en céramique haute précision pour réguler la pression de pulvérisation et garantir la reproductibilité des processus.
Pulvérisation à courant continu
La pulvérisation à courant continu (CC) est souvent utilisée pour les matériaux métalliques ou conducteurs comme l'aluminium (Al), le titane (Ti) et l'oxyde d'étain et d'indium (ITO).
Pour ces matériaux conducteurs, la pulvérisation à courant continu offre un taux de dépôt relatif plus élevé par rapport à la pulvérisation radiofréquence (RF) et est généralement préférable.
Pulvérisation radiofréquence
La pulvérisation radiofréquence (RF) est particulièrement utile pour la pulvérisation de matériaux non conducteurs ou céramiques tels que les oxydes ou les sulfures. Elle peut également être utilisée pour les matériaux conducteurs, mais présente un taux de dépôt plus faible que la pulvérisation à courant continu.
Souvent, la pulvérisation RF est utilisée pour le dopage superficiel pendant la co-pulvérisation avec un procédé à courant continu à taux plus élevé.
Pulvérisation réactive
La pulvérisation réactive consiste à partir d'un matériau cible élémentaire et d'y ajouter un gaz pour créer un nouveau matériau sur le substrat.
Il peut être difficile d'obtenir des oxydes, des nitrures et des sulfures d'une pureté adaptée à l'application visée. Il est plus économique de commencer par une cible métallique et de la faire réagir dans la chambre.
Pulvérisation à courant continu pulsé
La pulvérisation à courant continu pulsé (PDC) est utilisée dans les procédés de pulvérisation réactifs visant à créer des couches isolantes. Une contamination de la cible métallique par le gaz réactif peut se produire, ce qui entraîne un arc électrique et une perte de stabilité du plasma.
Le courant continu pulsé utilise l'inversion de tension alternative avec des impulsions haute fréquence pour fournir et maintenir une puissance relative plus élevée au niveau de la cible. Le nettoyage de l'accumulation d'isolant sur la surface cible permet d'obtenir des taux de dépôt plus élevés et un processus plus régulier.
Les alimentations PDC offrent généralement une suppression « active » d'arcs qui peut ajouter des impulsions inverses supplémentaires en cas de détection d'arcs.
Source d'ions
La source d'ions est un dispositif qui crée des ions énergétiques dirigés vers un substrat. Les sources d'ions sont disponibles avec ou sans grille. Elles sont couramment utilisées pour le dépôt assisté par faisceau d'ions (IBAD), le pré-nettoyage, la modification et l'activation de la surface du substrat.
Dépôt assisté par faisceau d'ions
Lors d'un processus de dépôt, le matériau arrive à la surface du substrat avec un flux, un potentiel d'ionisation et une température spécifique. Ces facteurs ont un impact considérable sur la densité, la pureté et la cristallinité de la couche déposée.
Grâce à une source ionique, il est possible d'appliquer une énergie supplémentaire au matériau en phase gazeuse et à la couche mince par le biais d'ions énergétiques.
Cela influence les propriétés de la couche telles que l'adhérence, la composition, la contrainte et la cristallinité de la couche interne.
Mesure de l'épaisseur de la couche
Divers instruments de mesure d'épaisseur de couche mince peuvent être installés sur les systèmes UNIVEX. Le choix dépendra des mesures nécessaires et du degré d'automatisation requis. En version standard, on utilise des systèmes à cristaux oscillants.
Ils comprennent un ou plusieurs capteurs avec ou sans obturateur. Le capteur est entraîné par un moniteur ou un contrôleur (mesure/contrôle du taux et de l'épaisseur).
Processus de dépôt UNIVEX supplémentaires
- Traitement du substrat
- Rotation du substrat
- Chauffage du substrat
- Refroidissement du substrat
- Polarisation du substrat
- Transmissions planétaires
- Réglage de la hauteur
- Inclinaison du substrat
- Dépôt à incidence rasante
- Volets orientables
- Piège froid
- Sas de charge
Traitement du substrat
Traitement du substrat
Pour améliorer ou modifier les propriétés de la couche pendant son dépôt, différentes méthodes de traitement et de manipulation du substrat peuvent être appliquées.
Rotation du substrat
Rotation du substrat
La rotation est utilisée pour améliorer l'uniformité de la couche mince sur toute la surface du substrat. Nous proposons une large gamme de solutions possibles pour un ou plusieurs substrats, y compris des transmissions planétaires.
Combinaisons types possibles avec d'autres fonctions de manipulation de substrat :
- Chauffage, refroidissement
- Polarisation RF/CC
- Réglage de la hauteur (de la source au substrat)
- Inclinaison
- Dépôt à incidence rasante (GLAD)
- Volets orientables
Refroidissement du substrat
Refroidissement du substrat
Les substrats ou les masques sensibles à la chaleur doivent être refroidis pendant le dépôt. Nous proposons des supports de substrat qui peuvent être refroidis par eau, LN2 ou utilisés avec des liquides de refroidissement spéciaux.
Polarisation du substrat
Polarisation du substrat
Le dépôt avec polarisation RF ou CC améliore les propriétés d'adhésion et la stœchiométrie de la couche mince. Des supports de substrat et des alimentations adaptés sont disponibles à cet effet.
Transmissions planétaires
Transmissions planétaires
Nos systèmes de transmission planétaire sont conçus pour répondre aux besoins spécifiques des clients en matière de substrats et de processus.
Le plan principal du substrat possède un axe de rotation central. Plusieurs planètes en rotation sont disposées autour de cet axe. La position déterminée d'une planète est toujours différente lors de la rotation sur l'axe central. Cette disposition planétaire améliore l'uniformité de la couche.
Réglage de la hauteur
Réglage de la hauteur (de la source au substrat)
La distance source-substrat est un facteur important pour différentes applications. Elle a un impact majeur sur la propriété de la couche mince. L'augmentation de la distance source-substrat influe sur l'angle d'incidence sur le substrat. Un angle droit entre le flux de matériau et la surface du substrat optimise la propriété de la couche mince.
Selon l'application, différents composants modulaires sont disponibles.
Inclinaison du substrat
Inclinaison du substrat
L'inclinaison du substrat est utilisée pour différentes applications. Leybold peut fournir des supports de substrat inclinables manuellement ou automatiquement.
Dépôt à incidence rasante
Dépôt à incidence rasante
L'inclinaison du substrat pendant le dépôt permet de créer des structures/motifs intéressants (3D) sur le substrat. Cette technique est appelée « dépôt à incidence rasante » (GLAD).
La rotation, l'inclinaison, le chauffage et le refroidissement du substrat sont possibles. Cette technique peut être utilisée, par exemple, avec une source thermique, un évaporateur à faisceau d'électrons ou une source de pulvérisation.
Volets orientables
Volets orientables
Grâce à notre support à volets orientables, il est possible de créer plusieurs échantillons avec différentes épaisseurs et propriétés de matériau.
Sas de charge
Sas de charge
La chambre de sas de charge est un système qui permet d'insérer rapidement des substrats dans des systèmes de vide poussé. Chaque chambre de sas de charge possède son propre système de pompe et est connectée à la chambre de traitement par un robinet-vanne.
La chambre de sas de charge peut contenir un ou plusieurs substrats qui seront transportés vers la chambre de traitement. Il suffit de ventiler la chambre de traitement pour la nettoyer ou pour ajouter un matériau. Le transport des substrats entre les différentes chambres à vide s'effectue généralement à l'aide de bras robotiques ou d'unités d'entraînement de transfert linéaire motorisés.
Une fois le processus terminé, le bras de transfert ramène le substrat à sa place dans la chambre de sas de charge. Il peut être extrait ou même stocké dans un environnement sous vide pendant qu'un nouveau substrat subit le processus de revêtement.
Le sas de charge présente l'avantage de réduire les temps de traitement tout en évitant la contamination atmosphérique du module de traitement. Une chambre de sas de charge peut être ajoutée à n'importe quel système UNIVEX, quels que soient son type et sa taille.
Traitement du substrat
Pour améliorer ou modifier les propriétés de la couche pendant son dépôt, différentes méthodes de traitement et de manipulation du substrat peuvent être appliquées.
Rotation du substrat
La rotation est utilisée pour améliorer l'uniformité de la couche mince sur toute la surface du substrat. Nous proposons une large gamme de solutions possibles pour un ou plusieurs substrats, y compris des transmissions planétaires.
Combinaisons types possibles avec d'autres fonctions de manipulation de substrat :
- Chauffage, refroidissement
- Polarisation RF/CC
- Réglage de la hauteur (de la source au substrat)
- Inclinaison
- Dépôt à incidence rasante (GLAD)
- Volets orientables
Refroidissement du substrat
Les substrats ou les masques sensibles à la chaleur doivent être refroidis pendant le dépôt. Nous proposons des supports de substrat qui peuvent être refroidis par eau, LN2 ou utilisés avec des liquides de refroidissement spéciaux.
Polarisation du substrat
Le dépôt avec polarisation RF ou CC améliore les propriétés d'adhésion et la stœchiométrie de la couche mince. Des supports de substrat et des alimentations adaptés sont disponibles à cet effet.
Transmissions planétaires
Nos systèmes de transmission planétaire sont conçus pour répondre aux besoins spécifiques des clients en matière de substrats et de processus.
Le plan principal du substrat possède un axe de rotation central. Plusieurs planètes en rotation sont disposées autour de cet axe. La position déterminée d'une planète est toujours différente lors de la rotation sur l'axe central. Cette disposition planétaire améliore l'uniformité de la couche.
Réglage de la hauteur (de la source au substrat)
La distance source-substrat est un facteur important pour différentes applications. Elle a un impact majeur sur la propriété de la couche mince. L'augmentation de la distance source-substrat influe sur l'angle d'incidence sur le substrat. Un angle droit entre le flux de matériau et la surface du substrat optimise la propriété de la couche mince.
Selon l'application, différents composants modulaires sont disponibles.
Inclinaison du substrat
L'inclinaison du substrat est utilisée pour différentes applications. Leybold peut fournir des supports de substrat inclinables manuellement ou automatiquement.
Dépôt à incidence rasante
L'inclinaison du substrat pendant le dépôt permet de créer des structures/motifs intéressants (3D) sur le substrat. Cette technique est appelée « dépôt à incidence rasante » (GLAD).
La rotation, l'inclinaison, le chauffage et le refroidissement du substrat sont possibles. Cette technique peut être utilisée, par exemple, avec une source thermique, un évaporateur à faisceau d'électrons ou une source de pulvérisation.
Volets orientables
Grâce à notre support à volets orientables, il est possible de créer plusieurs échantillons avec différentes épaisseurs et propriétés de matériau.
Sas de charge
La chambre de sas de charge est un système qui permet d'insérer rapidement des substrats dans des systèmes de vide poussé. Chaque chambre de sas de charge possède son propre système de pompe et est connectée à la chambre de traitement par un robinet-vanne.
La chambre de sas de charge peut contenir un ou plusieurs substrats qui seront transportés vers la chambre de traitement. Il suffit de ventiler la chambre de traitement pour la nettoyer ou pour ajouter un matériau. Le transport des substrats entre les différentes chambres à vide s'effectue généralement à l'aide de bras robotiques ou d'unités d'entraînement de transfert linéaire motorisés.
Une fois le processus terminé, le bras de transfert ramène le substrat à sa place dans la chambre de sas de charge. Il peut être extrait ou même stocké dans un environnement sous vide pendant qu'un nouveau substrat subit le processus de revêtement.
Le sas de charge présente l'avantage de réduire les temps de traitement tout en évitant la contamination atmosphérique du module de traitement. Une chambre de sas de charge peut être ajoutée à n'importe quel système UNIVEX, quels que soient son type et sa taille.
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- Téléchargements
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