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UNIVEX Coating Process

UNIVEX 鍍膜製程

UNIVEX 薄膜沉積製程

UNIVEX 是用於生產功能性物理氣相沉積鍍膜的多功能鍍膜系統。

薄膜的特性取決於用來製作薄膜的製程技術。不同的製程參數會影響薄膜的行為。在我們的 UNIVEX 系統中,可以應用各種鍍膜方法及一系列的基材處理。Leybold 鍍膜系統以模組化設計為基礎,可滿足客戶的特定需求。

UNIVEX 不同的鍍膜製程

熱蒸鍍

熱蒸鍍製程

熱蒸鍍或電阻蒸鍍是最成熟的薄膜沉積方法。此技術用於高真空腔室,例如我們的 UNIVEX 系統。單一熱蒸鍍機由兩個藉由舟型或絲型源所連接的水冷式電流饋通所組成。材料將放入源中,由於通電,溫度會上升至材料蒸發為止。 

熱蒸鍍製程

我們的標準熱蒸鍍套件有單、雙或雙獨立配置,適用於單沉積或共沉積。

多種材料均可透過熱蒸鍍技術進行沉積,例如金、銀、鋁銅及許多其他材料。

電子束蒸鍍

電子束蒸鍍是另一種成熟的蒸鍍技術,用於高真空環境。要蒸鍍的材料會置於銅坩堝內。 

電子束蒸鍍

鎢絲產生通電的電子束,由磁場偏轉至坩堝的口袋中。這種電子束的能量施加到材料上,然後蒸發或昇華。

電子束蒸鍍

電子束槍可以有多種配置。提供不同容量的單口袋或多口袋坩堝。 

各種電源允許蒸發具有高熔點的材料 (例如鉬),甚至可以實作具有高沉積速率的製程。

有機蒸鍍

有機蒸鍍機也稱為克努森容器 (Knudsen cell)。它是一種擴散式蒸鍍機,適用於蒸鍍需要精確溫度控制的低分壓材料,以便沉積功能性薄膜。

材料放在石英或陶瓷等製成的坩堝中。使用電加熱來加熱材料直至蒸發。在溫度控制方面,蒸鍍機包含一個整合式熱電耦。這種源非常適合蒸鍍有機材料。

Process organics evaporation

濺鍍

磁控濺鍍是一種非常有用且高效的方法,可以將難以蒸鍍或複雜的材料沉積到各種基材上。

Leybold 在濺鍍沉積系統中使用高品質的不鏽鋼主體,以及圓柱形或矩形磁控管。我們建議將節流壓力控制閥與我們的高精度陶瓷隔膜壓力計加以結合,用於濺鍍壓力控制和可重複製程。

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濺鍍

DC 濺鍍

直流 (DC) 濺鍍經常用於金屬或導電材料,例如 Al、Ti 和 ITO。

相較於 RF 濺鍍,DC 濺鍍對於此類導電材料有較高的相對沉積率,通常是較為理想的選擇。

RF 濺鍍

射頻 (RF) 濺鍍特別適合濺鍍非導電材料或陶瓷材料,像是氧化物或硫化物。此方法也可用於導電材料,但相較於 DC 濺鍍,其沉積率較低。

通常會在共濺鍍過程中 (以較高速率 DC 為基礎的製程) 使用 RF 濺鍍進行淺層摻雜。

反應式濺鍍

反應式濺鍍是從元素靶材料開始,然後加入氣體以在基材上建立新材料。

取得具有適當純度的氧化物、氮化物和硫化物用於需要的應用中可能比較困難。從金屬靶開始並在腔室內進行反應更具成本效益。

脈衝 DC 濺鍍

脈衝 DC (PDC) 濺鍍是用於形成絕緣膜的反應式濺鍍製程。反應性氣體可能會使金屬靶毒化,導致電弧作用及喪失電漿穩定度。

脈衝 DC 濺鍍使用具有高頻脈衝的交流電壓反轉行為,為靶材提供和維持較高的相對功率。清潔靶面上的絕緣堆積可導致更高的沉積率和更一致的製程。

PDC 電源供應器通常具備「主動」消弧功能,可以在偵測到電弧時增加額外的反向脈衝。

離子源

離子源裝置可產生導向基材的高能量離子。離子源可作為無網格和網格類型的離子源。通常用於離子束輔助沉積 (IBAD)、基材表面的預先清潔、改質和活化。

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離子輔助沉積

在沉積製程中,材料會以通量、游離電位和特定溫度到達基材表面。這些因素對沉積膜的密度、純度和結晶度有巨大的影響。

使用離子源,可以透過高能離子對氣相材料和薄膜施加額外的能量。 

這會影響薄膜特性,例如黏著性、成分、內部薄膜應力和結晶度。

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製程進氣口

多種沉積製程需要一個氣體入口,氣體可能為氬氣、氮氣、氧氣等。我們為這些應用提供合適的質流控制器和饋通裝置。

薄膜厚度測量

UNIVEX 裝置中可以安裝各種薄膜厚度測量儀器。根據所需的測量與自動化程度選擇即可。標準是使用振盪晶體系統。

這些儀器可能由一或多個有或無遮板的感應器頭所組成。感應器頭由監視器或控制器驅動 (測量 / 控制速率和厚度)。

其他 UNIVEX 鍍膜製程

基材處理

為了在沉積製程中改善或改變薄膜特性,可以應用各種基材處理和操作方法。

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基材旋轉

旋轉可用於改善整個基材表面的薄膜均勻性。我們針對單個或多個基材 (包括行星齒輪式驅動) 提供多種可能的解決方案。

與其他基材操作功能的典型組合為:

  • 加熱、冷卻
  • RF /DC 偏壓
  • 高度可調性 (源至基材)
  • 傾斜
  • 斜向沉積 (GLAD)
  • 漸層遮板
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基材加熱

基材加熱有助於在沉積前準備基材表面,並且支援沉積層的形成過程。可提供高達 1000°C 的加熱解決方案。

基材處理

基材冷卻

在沉積期間,需要冷卻熱敏感基材或遮罩。我們提供可以水冷、液氮冷卻或與特殊冷卻液一起使用的基材架。

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基材偏壓

RF 或 DC 偏壓所支援的沉積可改善薄膜的黏合性質與化學計量。我們為此提供合適的基材架和電源供應器。

基材處理
製程濺鍍
基材處理

行星齒輪式驅動

我們的行星齒輪式驅動裝置是針對客戶的特定基材與處理需求所設計。 

主要基材台具有一個旋轉中心軸。圍繞此軸配置了數個獨立的旋轉行星。在中心軸上旋轉時,行星的特定位置永遠不相同。這種行星式配置可改善薄膜的均勻性。 

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基材處理

高度可調性 (源至基材)

源至基材的距離是不同應用的重大因素。對薄膜特性會產生重要影響。增加源至基材的距離會影響基材上的入射角。材料通量和基材表面之間的直角可最佳化薄膜特性。 

視應用而定,提供不同的模組化元件選擇。

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基材傾斜

傾斜基材用於不同的應用中。Leybold 提供可手動亦可自動傾斜的基材台。

基材處理

斜向沉積

在沉積期間傾斜基材,可在基材上創造有趣的結構 / 圖樣 (3D)。這種技術稱為斜向沉積 (GLAD)。

基材旋轉、傾斜、加熱和冷卻都是可能的事。此技術可搭配熱蒸鍍機、電子束蒸鍍機或濺鍍源使用。

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漸層遮板

運用我們的漸層遮板架,可建立具有不同厚度與材料特性的多個樣品。

冷阱

可在製程腔室內放置冷阱,以便將氣體冷凝到適冷的表面上。此法可以減少腔室中的分子,並且縮短達到製程壓力的時間。 

負載腔體

傳送鎖定腔是將基板插入高真空系統的一種非常快速的方法。 每個基材傳送鎖定腔室都有自己的抽氣系統,並透過閘閥連接到製程腔。

在基材搬送鎖定室內可以儲放並傳送一個或多個基板至製程腔裡。 製程腔僅需回壓來傳入基材清潔。 在各個真空室之間傳輸基板,通常使用馬達驅動的機械手臂或線性傳輸驅動單元。

製程完成後,傳送機器手臂將基板傳回到在搬送鎖定室中原來的位置。 當新的基材已經在鍍膜製程進行中,它可以被移出甚至暫存在真空環境中。

搬送鎖定室的優點是縮短製程時間,同時避免製程模組被大氣汙染。無論何種類型或尺寸,都可以在任何 UNIVEX 系統上加裝負載腔體室。

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