Processos de revestimento UNIVEX

Processos de deposição de filme fino UNIVEX

UNIVEX são sistemas de revestimento multifuncional para a produção de revestimentos funcionais de deposição física de vapor.

As propriedades de filmes finos dependem da tecnologia de processo usada para produzi-los. Diferentes parâmetros de processo influenciam o comportamento de um filme fino. Em nossos sistemas UNIVEX, vários métodos de revestimento, bem como uma variedade de tratamentos de substrato, podem ser aplicados. Nossos sistemas de revestimento Leybold são baseados em um projeto modular, que oferece a possibilidade de realizar os requisitos específicos dos clientes.

Variações de processo do revestimento UNIVEX

Evaporação térmica

A evaporação térmica ou resistiva é o método mais estabelecido de depósito de filmes finos. Essa técnica é usada em uma câmara de alto vácuo, como nosso sistema UNIVEX. Um único evaporador térmico consiste em duas passagens de corrente resfriadas a água conectadas por uma fonte, como barco ou filamento. O material será colocado na fonte, devido à energia sendo aplicada, a temperatura aumenta até que o material evapore.

Nossos pacotes de evaporação térmica padrão vêm em uma configuração única, dupla ou dupla independente, adequada para deposição única ou em conjunto.

Uma variedade de materiais pode ser depositada com tecnologia de evaporação térmica, como ouro, prata, cobre de alumínio e muitos outros.

Evaporação de feixe de elétron

A evaporação do feixe de elétrons é outra tecnologia de evaporação bem estabelecida, usada em um ambiente de alto vácuo. O material a ser evaporado está localizado dentro de um cadinho de cobre.

Um feixe de elétrons energizado é gerado a partir de um filamento de tungstênio e desviado por campos magnéticos para uma cavidade no cadinho. A energia desse feixe de elétrons é aplicada ao material, que é então evaporado ou sublimado.

A pistola de feixe de elétrons pode ter várias configurações. Estão disponíveis cadinhos de cavidade única ou múltiplas com diferentes capacidades.

Diversas fontes de alimentação permitem a evaporação de materiais com altos pontos de fusão (por exemplo, MO) ou mesmo a implementação de processos com altas taxas de deposição.

Evaporação de orgânicos

Um evaporador orgânico também é conhecido como célula Knudsen. É um evaporador de efusão para evaporação do material com baixa pressão parcial que requer controle preciso da temperatura, a fim de depositar filmes finos funcionais.

O material é colocado em um cadinho que pode ser feito, por exemplo, de quartzo ou cerâmica. O aquecimento elétrico é utilizado para aquecer o material até que ele evapore. Para o controle de temperatura, o evaporador contém um termopar integrado. Esse tipo de fonte é muito adequado para evaporação de materiais orgânicos.

Pulverização catódica

A pulverização catódica de magnétron é uma maneira altamente útil e produtiva de depositar materiais complexos ou de difícil evaporação em vários substratos.

A Leybold usa um corpo de aço inoxidável de alta qualidade, magnétrons cilíndricos ou retangulares em nossos sistemas de deposição por pulverização catódica. Recomendamos válvulas de controle de pressão de aceleração, com nossos medidores de diafragma de cerâmica de alta precisão para controle de pressão de pulverização catódica e processos reproduzíveis.

Pulverização catódica CC

A pulverização catódica de corrente contínua (CC) é frequentemente usada para materiais metálicos ou condutores, como Al, Ti e ITO.

Para esses materiais condutores, a pulverização catódica de CC tem uma taxa de deposição relativa mais alta quando comparada com a pulverização catódica de RF e é geralmente preferível.

Pulverização catódica de RF

A pulverização catódica por radiofrequência (RF) é particularmente útil para pulverização catódica de materiais não condutivos ou cerâmicos, como óxidos ou sulfetos. Ela também pode ser usada para materiais condutores, mas tem uma taxa de deposição mais baixa que os materiais pulverizados com a pulverização catódica de CC.

Muitas vezes, a pulverização catódica de RF é usada para dopagem superficial durante a co-pulverização catódica com um processo baseado em CC de taxa mais alta.

Pulverização catódica reativa

A pulverização catódica reativa envolve começar com um material de alvo elementar e adicionar um gás para criar um material no substrato.

Pode ser difícil obter óxidos, nitritos e sulfetos com a pureza adequada para a aplicação de interesse. É mais econômico começar com um alvo metálico e reagir na câmara.

Pulverização catódica CC pulsada

A pulverização catódica de CC pulsada (PDC) é usada em processos de pulverização catódica reativa em que filmes isolantes são criados. O envenenamento do alvo metálico pelo gás reativo pode ocorrer, o que leva à formação de arco e a uma perda de estabilidade do plasma.

A CC pulsada usa reversão de tensão alternada com pulsos de alta frequência para fornecer e manter uma potência relativa mais alta para o alvo. A limpeza do acúmulo de isolamento na superfície alvo está levando a taxas de deposição mais altas e a um processo mais consistente.

As fontes de alimentação da PDC geralmente têm supressão de arco "ativa", que pode adicionar pulsos reversos adicionais caso os arcos sejam detectados.

Fonte de íons

A fonte de íons é um dispositivo que cria íons energéticos direcionados para um substrato. As fontes de íons estão disponíveis como tipo de fonte sem grade e com grade. Elas são comumente usadas para deposição assistida por feixe de íons (IBAD), pré-limpeza, modificação e ativação da superfície do substrato.

Deposição assistida por íons

Em um processo de deposição, o material chega à superfície do substrato com fluxo, potencial de ionização e temperatura específica. Esses fatores têm um impacto muito grande na densidade, pureza e cristalinidade do filme depositado.

Usando uma fonte de íons, energia extra pode ser aplicada ao material de fase gasosa e ao filme fino por meio de íons energéticos.

Isso influencia as propriedades do filme, como adesão, composição, estresse interno do filme e cristalinidade.

Entrada de gás de processo

Vários processos de deposição exigem uma entrada de gás, que pode ser argônio, nitrogênio, oxigênio e alguns outros. Oferecemos controladores de fluxo de massa e passagens adequadas para essas aplicações.

Medição da espessura do filme

Vários instrumentos de medição de espessura de filme fino podem ser instalados nas unidades UNIVEX. A seleção depende das medidas necessárias e do grau de automação necessário. Como padrão, são usados sistemas de cristal oscilador.

Eles podem consistir em uma ou várias cabeças de sensor com, ou sem obturador. A cabeça do sensor é acionada por um monitor ou controlador (medição/taxa de controle/e espessura).

Processos adicionais de revestimento UNIVEX

Tratamento de substrato

Para melhorar ou alterar as propriedades do filme durante o processo de deposição, podem ser aplicados vários métodos de tratamento e manipulação de substrato.

Rotação do substrato

A rotação é usada para melhorar a uniformidade do filme fino na superfície do substrato. Oferecemos uma variedade de soluções possíveis para substratos únicos ou múltiplos, incluindo unidades planetárias.

As combinações típicas com outros recursos de manipulação de substrato são:

Aquecimento, resfriamento
Polarização RF/CC
Ajuste de altura (da fonte ao substrato)
Inclinação
Deposição de ângulo de visão (GLAD)
Anteparos de gradiente

Aquecimento do substrato

O aquecimento do substrato ajuda a preparar a superfície do substrato antes da deposição e apoia o processo de formação das camadas depositadas. Podem ser oferecidas soluções de aquecimento até 1000 °C.

Resfriamento do substrato

Substratos ou máscaras sensíveis ao calor requerem resfriamento durante a deposição. Oferecemos suportes de substrato que podem ser resfriadas a água, resfriados a LN2 ou usados com líquidos de resfriamento especiais.

Polarização do substrato

A deposição suportada pela polarização de RF ou CC melhora as propriedades adesivas e a estequiometria do filme fino. Para esse propósito, estão disponíveis suportes de substrato e fontes de alimentação adequados.

Unidades planetárias

Nossas unidades planetárias são projetadas para substratos e requisitos de processos específicos dos clientes.

O estágio do substrato principal tem um eixo central de rotação. Ao redor desse eixo, vários planetas individuais em rotação são organizados. A posição certa de um planeta é sempre diferente ao girar no eixo central. Esse arranjo planetário melhora a uniformidade do filme.

Ajuste de altura (da fonte ao substrato)

A distância da fonte ao substrato é um fator importante para diferentes aplicações. Isso tem um impacto essencial na propriedade de filmes finos. Aumentar a distância entre a fonte e o substrato influencia o ângulo de incidência no substrato. Um ângulo reto entre o fluxo de material e a superfície do substrato otimiza a propriedade de um filme fino.

Dependendo da aplicação, diferentes componentes modulares estão disponíveis.

Inclinação do substrato

A inclinação do substrato é usada para diferentes aplicações. A Leybold pode fornecer estágios de substrato que podem ser inclinados de forma manual e automática.

Deposição do ângulo de visão

Inclinando o substrato durante a deposição, estruturas/padrões interessantes (3D) podem ser criados no substrato. Essa técnica é chamada deposição do ângulo de visão (GLAD).

A rotação, inclinação, aquecimento e resfriamento do substrato são possíveis. Essa técnica pode ser usada, por exemplo, com um evaporador térmico de feixe de elétrons ou uma fonte pulverizadora.

Anteparos de gradiente

Com o nosso estágio de anteparo de gradiente, podem ser criadas várias amostras com espessuras e propriedades de material diferentes.

Armadilha a frio

Uma armadilha a frio pode ser colocada na câmara de processo para condensar gases em uma superfície adequadamente fria. Esse método permite a redução de moléculas na câmara e reduz o tempo até que a pressão do processo seja atingida.

Bloqueio de carga

Uma câmara de bloqueio é um método muito rápido para inserir substratos em sistemas de alto vácuo. Cada câmara de bloqueio de carga tem seu próprio sistema de bomba e é conectada através de uma válvula gaveta à câmara de processo.

Dentro da câmara de bloqueio de carga, um ou vários substratos podem ser armazenados e transportados na câmara de processo. A câmara de processo precisa ser ventilada apenas para adicionar material ou limpar. Para transportar os substratos entre as câmaras de vácuo individuais, são geralmente usados braços de robô acionados por motor ou unidades de transmissão de transferência linear.

Após a conclusão do processo, o braço de transferência retorna o substrato para seu lugar na câmara de bloqueio de carga. Ele pode ser removido ou mesmo armazenado em um ambiente a vácuo enquanto um novo substrato já está em processo de revestimento.

A vantagem do bloqueio de carga é a redução dos tempos de processamento, evitando a contaminação atmosférica do módulo de processo. Uma câmara de bloqueio de carga pode ser adicionada a qualquer sistema UNIVEX, independentemente do tipo ou tamanho.