Quy trình phủ UNIVEX

Quy trình đắp lớp mỏng UNIVEX

UNIVEX là hệ thống phủ đa năng để sản xuất các lớp phủ hàn đắp bằng hơi vật lý chức năng.

Các đặc tính của màng mỏng phụ thuộc vào công nghệ quy trình được sử dụng để sản xuất chúng. Các thông số quy trình khác nhau có ảnh hưởng đến hành vi của màng mỏng. Trong các hệ thống UNIVEX của chúng tôi, các phương pháp phủ khác nhau cũng như một loạt các phương pháp xử lý chất nền có thể được áp dụng. Hệ thống phủ của Leybold dựa trên thiết kế mô-đun, cung cấp khả năng thực hiện các yêu cầu cụ thể của khách hàng.

Biến thể quy trình của lớp phủ UNIVEX

Bình bay hơi nhiệt

Phương pháp bốc hơi bằng nhiệt hoặc điện trở là phương pháp được thiết lập tốt nhất để lắng đọng các lớp mỏng. Kỹ thuật này được sử dụng trong buồng chân không cao như hệ thống UNIVEX của chúng tôi. Bình bay hơi nhiệt đơn bao gồm hai ống dẫn dòng điện làm mát bằng nước được kết nối bằng nguồn như thuyền hoặc sợi. Vật liệu sẽ được đặt vào nguồn, do nguồn điện được cấp, nhiệt độ tăng lên cho đến khi vật liệu bay hơi.

Gói bốc hơi nhiệt tiêu chuẩn của chúng tôi có cấu hình độc lập đơn, kép hoặc kép, phù hợp với lắng đọng đơn hoặc đồng lắng.

Một loạt các vật liệu có thể được lắng đọng bằng công nghệ bay hơi nhiệt như vàng, bạc, nhôm đồng và nhiều vật liệu khác.

Bình bay hơi chùm tia điện

Chùm tia điện tử bốc hơi là một công nghệ bốc hơi được thiết lập tốt khác được sử dụng trong môi trường chân không cao. Vật liệu cần bay hơi nằm bên trong chén đựng mẫu bằng đồng.

Chùm tia điện tử được cấp năng lượng được tạo ra từ sợi vonfram và bị lệch hướng bởi từ trường vào một túi trong chén đựng mẫu. Năng lượng của chùm electron này được áp dụng cho vật liệu, sau đó được bay hơi hoặc thăng hoa.

Súng chùm tia điện tử có thể có nhiều cấu hình. Chén đựng mẫu đơn hoặc nhiều túi với dung tích khác nhau có sẵn.

Các nguồn điện khác nhau cho phép bốc hơi các vật liệu có điểm nóng chảy cao (ví dụ: Mo) hoặc thậm chí thực hiện các quy trình có tốc độ kết tủa cao.

Bình bay hơi chất hữu cơ

Bình bay hơi hữu cơ còn được gọi là tế bào Knudsen. Đây là một bình bốc hơi tràn để bốc hơi vật liệu với áp suất riêng phần thấp đòi hỏi kiểm soát nhiệt độ chính xác, để lắng đọng các lớp mỏng chức năng.

Vật liệu được đặt vào chén đựng mẫu có thể được làm từ thạch anh hoặc gốm sứ. Hệ thống sưởi điện được sử dụng để làm nóng vật liệu cho đến khi nó bay hơi. Để kiểm soát nhiệt độ, bình bay hơi chứa một cặp nhiệt tích hợp. Loại nguồn này rất phù hợp để bay hơi vật liệu hữu cơ.

Vòi phun nước

Phún xạ magnetron là một cách rất hữu ích và hiệu quả để lắng đọng các vật liệu khó bay hơi hoặc phức tạp lên các chất nền khác nhau.

Leybold sử dụng thân thép không gỉ chất lượng cao, nam châm hình trụ hoặc hình chữ nhật trong các hệ thống phún xạ của chúng tôi. Chúng tôi khuyến nghị sử dụng van điều khiển áp suất tiết lưu kết hợp với máy đo màng gốm có độ chính xác cao của chúng tôi để kiểm soát áp suất phún xạ và các quy trình có thể lặp lại.

Phún xạ DC

Phún xạ dòng điện một chiều (DC) thường được sử dụng cho các vật liệu kim loại hoặc dẫn điện như Al, Ti và ITO.

Đối với các vật liệu dẫn điện như vậy, phún xạ DC có tỷ lệ lắng đọng tương đối cao hơn so với phún xạ RF và thường được ưu tiên.

Phún xạ RF

Phún xạ tần số vô tuyến (RF) đặc biệt hữu ích để phún xạ các vật liệu không dẫn điện hoặc gốm như oxit hoặc sunfua. Nó cũng có thể được sử dụng cho các vật liệu dẫn điện, nhưng nó có tốc độ lắng đọng thấp hơn so với vật liệu phún xạ bằng DC.

Thông thường, phún xạ RF được sử dụng để pha loãng nông trong quá trình đồng phún xạ với quy trình dựa trên DC tốc độ cao hơn.

Phun phản ứng

Phúc xạ phản ứng liên quan đến việc bắt đầu với một vật liệu mục tiêu nguyên tố và thêm một khí để tạo ra một vật liệu mới trên chất nền.

Có thể khó thu được oxit, nitride và sunfua với độ tinh khiết phù hợp cho ứng dụng quan tâm. Bắt đầu với một mục tiêu bằng kim loại và phản ứng với nó trong buồng sẽ tiết kiệm chi phí hơn.

Phún xạ DC xung

Phún xạ xung DC (PDC) được sử dụng trong các quy trình phún xạ phản ứng tạo ra màng cách điện. Có thể xảy ra nhiễm độc kim loại mục tiêu do khí phản ứng, dẫn đến tia hồ quang và mất độ ổn định của huyết tương.

Xung DC sử dụng đảo ngược điện áp xoay chiều với xung tần số cao để cung cấp và duy trì công suất tương đối cao hơn đến mục tiêu. Làm sạch lớp cách điện tích tụ trên bề mặt mục tiêu dẫn đến tỷ lệ lắng đọng cao hơn và quy trình đồng nhất hơn.

Nguồn điện PDC thường có chức năng ngăn chặn hồ quang "kích hoạt" có thể bổ sung thêm các xung đảo ngược trong trường hợp phát hiện hồ quang.

Nguồn điện

Nguồn ion là một thiết bị tạo ra các ion năng lượng được hướng về phía bề mặt. Các nguồn ion có sẵn dưới dạng nguồn không lưới và lưới. Chúng thường được sử dụng để lắng đọng hỗ trợ tia ion (IBAD), làm sạch sơ bộ, sửa đổi và kích hoạt bề mặt chất nền.

Lắng đọng hỗ trợ ion

Trong quy trình lắng đọng, vật liệu đến bề mặt của chất nền với flux, điện thế ion hóa và nhiệt độ cụ thể. Những yếu tố này có tác động rất lớn đến tỷ trọng, độ tinh khiết và độ tinh thể của màng kết tủa.

Sử dụng nguồn ion, năng lượng bổ sung có thể được áp dụng cho vật liệu pha khí và màng mỏng thông qua các ion năng lượng.

Điều này ảnh hưởng đến các đặc tính của màng, chẳng hạn như độ bám dính, thành phần, ứng suất màng bên trong và độ tinh thể.

Đầu vào khí quy trình

Một số quy trình lắng đọng yêu cầu đầu vào khí, có thể là argon, nitơ, oxy và một số khí khác. Chúng tôi cung cấp bộ điều khiển lưu lượng khối lượng và ống dẫn phù hợp cho các ứng dụng này.

Đo độ dày màng

Các thiết bị đo độ dày màng mỏng khác nhau có thể được lắp đặt trong các thiết bị UNIVEX. Việc lựa chọn phụ thuộc vào các phép đo cần thiết và mức độ tự động hóa cần thiết. Các hệ thống tinh thể dao động được sử dụng theo tiêu chuẩn.

Chúng có thể bao gồm một hoặc nhiều đầu cảm biến có hoặc không có màn trập. Đầu cảm biến được điều khiển bởi màn hình hoặc bộ điều khiển (đo/kiểm soát tốc độ và độ dày).

Bình bay hơi nhiệt

Gói bốc hơi nhiệt tiêu chuẩn của chúng tôi có cấu hình độc lập đơn, kép hoặc kép, phù hợp với lắng đọng đơn hoặc đồng lắng.

Một loạt các vật liệu có thể được lắng đọng bằng công nghệ bay hơi nhiệt như vàng, bạc, nhôm đồng và nhiều vật liệu khác.

Bình bay hơi chùm tia điện

Súng chùm tia điện tử có thể có nhiều cấu hình. Chén đựng mẫu đơn hoặc nhiều túi với dung tích khác nhau có sẵn.

Các nguồn điện khác nhau cho phép bốc hơi các vật liệu có điểm nóng chảy cao (ví dụ: Mo) hoặc thậm chí thực hiện các quy trình có tốc độ kết tủa cao.

Bình bay hơi chất hữu cơ

Vòi phun nước

Phún xạ magnetron là một cách rất hữu ích và hiệu quả để lắng đọng các vật liệu khó bay hơi hoặc phức tạp lên các chất nền khác nhau.

Phún xạ DC

Phún xạ dòng điện một chiều (DC) thường được sử dụng cho các vật liệu kim loại hoặc dẫn điện như Al, Ti và ITO.

Đối với các vật liệu dẫn điện như vậy, phún xạ DC có tỷ lệ lắng đọng tương đối cao hơn so với phún xạ RF và thường được ưu tiên.

Phún xạ RF

Thông thường, phún xạ RF được sử dụng để pha loãng nông trong quá trình đồng phún xạ với quy trình dựa trên DC tốc độ cao hơn.

Phun phản ứng

Phúc xạ phản ứng liên quan đến việc bắt đầu với một vật liệu mục tiêu nguyên tố và thêm một khí để tạo ra một vật liệu mới trên chất nền.

Phún xạ DC xung

Nguồn điện PDC thường có chức năng ngăn chặn hồ quang "kích hoạt" có thể bổ sung thêm các xung đảo ngược trong trường hợp phát hiện hồ quang.

Nguồn điện

Lắng đọng hỗ trợ ion

Sử dụng nguồn ion, năng lượng bổ sung có thể được áp dụng cho vật liệu pha khí và màng mỏng thông qua các ion năng lượng.

Điều này ảnh hưởng đến các đặc tính của màng, chẳng hạn như độ bám dính, thành phần, ứng suất màng bên trong và độ tinh thể.

Đầu vào khí quy trình

Đo độ dày màng

Các quy trình phủ UNIVEX bổ sung

Xử lý chất liệu

Để cải thiện hoặc thay đổi các đặc tính của màng trong quá trình lắng đọng, có thể áp dụng các phương pháp xử lý và xử lý chất nền khác nhau.

Xoay chất nền

Xoay được sử dụng để cải thiện tính đồng nhất của màng mỏng trên bề mặt chất nền. Chúng tôi cung cấp một loạt các giải pháp có thể cho một hoặc nhiều chất nền bao gồm các hệ truyền động hành tinh.

Các kết hợp điển hình với các đặc điểm thao tác bề mặt khác là:

Làm nóng, làm mát
RF/DC bias
Khả năng điều chỉnh chiều cao (nguồn đến chất nền)
Nghiêng
Lắng đọng góc chói (GLAD)
Cửa sập gradient

Hệ thống sưởi

Gia nhiệt chất nền giúp chuẩn bị bề mặt chất nền trước khi lắng đọng và hỗ trợ quá trình hình thành các lớp lắng đọng. Có thể cung cấp các giải pháp gia nhiệt lên đến 1000°C.

Làm mát chất nền

Các chất nền hoặc mặt nạ nhạy cảm với nhiệt cần được làm mát trong quá trình lắng đọng. Chúng tôi cung cấp các giá đỡ chất nền có thể làm mát bằng nước, làm mát bằng LN2 hoặc sử dụng với chất lỏng làm mát đặc biệt.

Độ lệch của chất nền

Lắng đọng được hỗ trợ bởi RF hoặc DC biasing cải thiện các đặc tính dính và tính hóa học của màng mỏng. Có sẵn các giá đỡ chất nền và nguồn điện phù hợp cho mục đích này.

Bánh răng hành tinh

Bộ truyền động hành tinh của chúng tôi được thiết kế cho các chất nền và yêu cầu quy trình cụ thể của khách hàng.

Giai đoạn bề mặt chính có trục xoay trung tâm. Xung quanh trục này có một số hành tinh xoay riêng lẻ. Vị trí nhất định của hành tinh luôn khác nhau khi xoay trên trục trung tâm. Sắp xếp hành tinh này cải thiện tính đồng nhất của màng.

Điều chỉnh độ cao

Khả năng điều chỉnh chiều cao (nguồn đến chất nền)

Khoảng cách từ nguồn đến chất nền là một yếu tố quan trọng cho các ứng dụng khác nhau. Nó có tác động quan trọng đến tính chất của màng mỏng. Tăng khoảng cách giữa nguồn và chất nền ảnh hưởng đến góc chiếu trên chất nền. Góc vuông góc giữa dòng vật liệu và bề mặt chất nền tối ưu hóa tính chất của màng mỏng.

Tùy thuộc vào ứng dụng, có sẵn các thành phần dạng mô-đun khác nhau.

Nghiêng bề mặt

Nghiêng chất nền được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau. Leybold có thể cung cấp các giai đoạn chất nền có thể nghiêng thủ công và tự động.

Lắp ráp góc chói

Bằng cách nghiêng chất nền trong quá trình lắng đọng, các cấu trúc/hình dạng (3D) thú vị có thể được tạo ra trên chất nền. Kỹ thuật này được gọi là Glancing Angle Deposition (GLAD).

Có thể xoay, nghiêng, làm nóng và làm mát chất nền. Kỹ thuật này có thể được sử dụng, ví dụ, với một bình bay hơi nhiệt, một bình bay hơi chùm tia điện tử hoặc một nguồn phún xạ.

Cửa sập gradient

Với giai đoạn màn trập gradient của chúng tôi, có thể tạo ra nhiều mẫu có độ dày và đặc tính vật liệu khác nhau.

Bẫy lạnh

Có thể đặt bẫy lạnh trong khoang xử lý để ngưng tụ khí lên bề mặt lạnh thích hợp. Phương pháp này cho phép giảm các phân tử trong buồng và rút ngắn thời gian cho đến khi đạt được áp suất quy trình.

Khóa tải trọng

Buồng khóa là một phương pháp rất nhanh để chèn chất nền vào hệ thống chân không cao. Mỗi khoang khóa tải có hệ thống bơm riêng và được kết nối với khoang xử lý thông qua van cổng.

Bên trong khoang khóa tải một hoặc nhiều chất nền có thể được lưu trữ và vận chuyển bên trong khoang xử lý. Buồng xử lý chỉ cần được thông gió để thêm vật liệu hoặc vệ sinh. Vận chuyển các chất nền giữa các buồng chân không riêng lẻ, cánh tay robot truyền động bằng động cơ hoặc các bộ truyền động truyền tuyến tính thường được sử dụng.

Sau khi hoàn thành quy trình, cần vận chuyển đưa chất nền trở lại vị trí của nó trong khoang khóa tải. Nó có thể được loại bỏ hoặc thậm chí được bảo quản trong môi trường chân không trong khi chất nền mới đã ở trong quy trình phủ.

Ưu điểm của khóa tải là giảm thời gian xử lý đồng thời tránh nhiễm bẩn khí quyển của mô-đun xử lý. Khoang khóa tải có thể được thêm vào bất kỳ hệ thống UNIVEX nào, bất kể loại hoặc kích thước.