اکتبر 22, 2017

لایه نشان DC و پالسی تک و دو قطبی نامتقارن تک کاتد

Bipolar low power real pulsed magnetron sputter coater

سه دستگاه اسپاترینگ دریک سیستم مجتمع

امکانات سیستم اسپاترینگ جریان مستقیم و پالسی دو قطبی رو میزی جهت فرآیند لایه نشانی عبارتند از:

• کنترل فرآیند اپراتوری اسپاترینگ مگنترون در سه حالت جریان مستقیم +  تک قطبی + دو قطبی (Manual)
• کنترل فرآیند اسپاترینگ مگنترون در سه حالت جریان مستقیم + پالس تک قطبی + پالس دو قطبی با قابلیت برنامه ریزی  (auto)
• کنترل فرآینداسپاترینگ مگنترون در سه حالت جریان مستقیم + پالس تک قطبی + پالس دو قطبی با قابلیت تنطیم جریان (در طی پروسس)
• کنترل فرآینداسپاترینگ مگنترون در سه حالت جریان مستقیم + پالس تک قطبی + پالس دو قطبی با قابلیت تنطیم  ولتاژ  (در طی پروسس)
• کنترل فرآیند در سه حالت جریان مستقیم + پالس تک قطبی + پالس دو قطبی با قابلیت تنطیم  توان  (در طی پروسس) (طبق سفارش)
• کنترل فرآیند در سه حالت جریان مستقیم + پالس تک قطبی + پالس دو قطبی با قابلیت تنطیم     Z   (در طی پروسس) (طبق سفارش)
• کنترل فرآیند لایه نشانی در سه حالت جریان مستقیم و حالت تک قطبی  + پالس دو قطبی با قابلیت تنطیم  بر اساس ضخامت
•کنترل فرآیند لایه نشانی در سه حالت جریان مستقیم و حالت تک قطبی  + پالس دو قطبی با قابلیت تنطیم  بر اساس  زمان
•کنترل لایه نشانی براساس برنامه ریزی با قابلیت ذخیره و لود و سیمولیشن مشتمل بر:
(  PreCondition –  Post Condition –  Deposition –  Feed  and  idel  )
• کنترل فرآینداسپاترینگ مگنترون در حالت تک قطبی + پالس دو قطبی با قابلیت تنطیم   فرکانس   (در طی پروسس)
•کنترل فرآیند اسپاترینگ مگنترون درحالت تک قطبی + پالس دو قطبی با قابلیت تنطیم   زمان کاری (در طی پروسس)
• لایه نشانی با الگوی خطی  روی زیر لایه با رسوب لایه یکنواخت در حالت پالسی
• لایه‌نشانی با دقت بالا (دانه‌بندی طلا به سایز نانومتری)
• رسوب لایه یکنواخت (مناسب برای کاربرد SEM)
• زیرسیستم هوشمند اندازه‌گیری ضخامت
• اسپاترینگ مگنترون با ولتاژ پایین
• زیرسیستم هوشمند اندازه‌گیری فشار
• زیرسیستم هوشمند کنترل وتنظیم سرعت چرخش زیر لایه (طبق سفارش)
• زیرسیستم هوشمندکنترل لایه در دو مد PID و FORECASTING
• زیرسیستم هوشمند کنترل سویچها ،ولوها،اسپاترینگ و پمپ خلاء
• کاتد با قابلیت تنطیم راویه (طبق سفارش)
• کاتد ثابت
• نگهدارنده زیر لایه با قابلیت چرخش و  تنطیم زاویه (طبق سفارش)
• نگهدارنده زیر لایه با قابلیت چرخش (طبق سفارش)
• نگهدارنده زیر لایه ثابت
• طراحی ماژولار نرم افزار وسخت افزار
• نرم افزار کاربردی  پایه و امکان تغییر ات با توجه به درخواست مشتری
• کنترل فرآیند لایه نشانی به وسیله کامپیوترتحت پلت فرم ویژوال استودیو
• کنترل فرآیند لایه نشانی به وسیله HMI (طبق سفارش)
• کنترل فرآیند لایه نشانی به وسیله کامپیوتر و HMI (طبق سفارش)
• کنترل فرآیند لایه نشانی بر اساس درخواست مشتری

________________________________________

مزایا
• عملکرد آسان
• عدم نیاز به خنک‌کاری درمحدوده کاری
• قابلیت تولید دقیق لایه‌ها
• قابلیت وفق‌پذیری بالا با گستره وسیعی از نمونه‌ها
• قابلیت تکرار ضخامت لایه‌ها
• گذاشتن و برداشتن آسان نمونه
• توانایی پیش تنظیم ضخامت لایه مورد نظر
________________________________________

 

 بدنه دستگاه  200 میلی‌متر × 350 میلی‌متر×  400 میلی‌متر
محفظه خلأ شیشه پیرکس (ضخامت: 7 میلی‌متر، قطر:  140میلی متر، ارتفاع: 120 تا170 میلی‌متر)
وزن دستگاه (بدون پمپ) وابسته به تیپ دستگاه
تارگت قطر 2 اینچ ×ضخامت 3 میلی‌متر
قطر کاتد لایه‌نشانی 2 اینچ
مقر نمونه ( پیش فرض ) 2 اینچ
فاصله قابل تنظیم تارگت تا زیرلایه 30-70 میلی‌متر
نرخ لایه نشانی 0 – 30 nm/min  طبق  پروسس تنظیمی
زمان لایه‌نشانی 0-5 دقیقه
محدوده جریان لایه‌نشانی تیپ 1 (0-100 میلی‌آمپر)  تیپ 2 (0-250 میلی آمپر)
فشار کاری محفظه خلاء 40~110 میلی‌تور
سنسور فشار G103E
محدوده فرکانس کاری  تیپ 1 :  0-50 کیلو هرتز قابل ارتقاء بنا به درخواست مشتری تا 250 کیلو هرتز
کنترل جریان گاز آرگون  شیر سوزنی دارد بنا به درخواست مشتری قایل تعویض با MFC
حداکثر ولتاژ کاری 700 ولت DC
مشخصات ولتاژبرق ورودی  220 ولت متناوب – 6 آمپر
سیستم کنترل و مانیتورینگ  شبکه زیرسیستم های میکرو کنترلربا کنترل مرکزکامپیوتری یا مانیتور لمسی 7 اینچی

لایه نشانی بروش پالسی

بدون شک فرآیند لایه نشانی پالسی یکی از مهمترین تکنیک های اسپاترینگ می باشد.

مزیت عمومی روش لایه نشانی پالسی عبارتست از:

حذف مناطق مسموم و جرقه در تارگت: این مهم با تخلیه ی کاتد و یا در حالت دو قطبی نامتقارن با تغییر پلاریته صورت میپذیرد. در حالت دو قطبی هم از تخلیه (دشارژ) و هم از خاصیت تمیز کاری در نیم سیکل دوم استفاده میگردد. محدوده ی فرکانس رنجی از 0 – 350 کیلوهرتز وابسته به طراحی دستگاه می باشد.

رشد لایه نسبتاً بالای عملیات لایه نشانی است که می تواند در حد لایه نشانی جریان مستقیم باشد. (با تغییر چرخه ی کاری)

رنج وسیع تغییر فرکانس و زمان کاری و ایجاد خواص مختلف در لایه ها با تنظیم شرایط مختلف .

سهولت فرآیند و کار با سیستم پالسی وامکان اتوماسیون فرآیند.

عدم نیاز به تطابق امپدانس و سعی و خطا جهت ایجاد پلاسما و امکان اتوماسیون فرآیند .

امکان تنظیم میزان پالس دو قطبی وایجاد شرایط مطلوب .(در روش دو قطبی)

ارزانی و  سبکی سیستم .

روش های مختلف سیستم پالسی عبارتند از:

PMS -HPMS -HIPMS

و روش اختصاصی و اختراعی شرکت نانو فناوری لایه نشان سطح  LP RPMS

مشخصات منحصر به فرد سیستم :

استقلال شکل موج از شرایط ترمودینامیکی و هندسی محفظه

اعمال شکل موج پالس مربعی بدون اعوجاع روی کاتد بصورت عملیاتی

ایجاد پروسس پالسی با توان پایین با امکان تغییر سطح ولتاژ نامتقارن  (در حالت دو قطبی)

ایجاد پروسس پالسی با توان پایین با جریان استثنایی 5 تا 100 میلی آمپر (قابل سفارش جهت جریانهای بالاتر)

امکان برنامه ریزی وتغییر پارامترهای پروسس در حین لایه نشانی بر اساس :

    جریان, ولتاژ ,توان , امپدانس ,فرکانس و چرخه کاری

دستگاه  اسپاترینگ مستقیم و پالسی مگنتروني با توان پايين از تكنيك كندوپاش مگنتروني استفاده مي­كند . تغييرات اساسي اين سيستم استفاده از منبع قدرت پالسي كم توان با سازوكار كنترلي قابل برنامه ریزی مي­باشد.اين سازوكار منجر به كنترل و اعمال دقيق پارامترهاي پالس به كاتد شده و امکان کنترل پروسس لایه نشانی را افزایش میدهد به همین جهت پلاسما تحت تاثیر خواص  ترمودینامیکی محفظه ، میدان الکتریکی ، میدان مغناطیسی ، وضعیت گذرای تشکیل پلاسما و بر هم کنش عوامل فوق  قرار نمی­گیرد.همچنين امکان لایه نشانی تکرار پذیر و یکنواخت را برای لایه نشانی های بسیار دقیق (زیر۲۰ نانومتر) کاملا امکان پذیر می­سازد.دستگاه  اسپاترینگ مستقیم و پالسی مگنترون از کاتدی با میدان نامتوازن با قطر ۲ اینچ استفاده می‌کند، که در نتیجه با استفاده از ولتاژهای کم، کارایی فرآیند را افزایش می‌دهد و از طرفی بدون نیاز به خنک‌ کاری تارگت یا پایه نمونه، شرایط رشد لایه در حد نانومتر را امکان پذیر می­سازد.کندوپاش کم­ توان مگنترون مستقیم و پالسی جهت ارتقاء کیفیت، تمیزی لایه ها، جلوگیری از جرقه و دستیابی به جریان پایین در روش پالسی با کنترل کامل پالس می باشد.

یکی از روش­هایی که سطح لایه نشانی را از رسوب ناخالصی­ ها در امان نگه می ­دارد روش ولتاژ نامتقارن دو قطبی پالسی است. بدین صورت که درنیم سیکل اول آند سیستم و یا نگهدارنده ی زیرلایه نسبت به کاتد دارای اختلاف پتانسیل Vs می باشد. در این نیم سیکل علاوه بر لایه نشانی از ماده تارگت نا خالصی های ناشی از عوامل مختلف (از جمله گاز داخل محفظه، ناخالصی های ناشی از مواد بکار برده شده جهت عایق بندی خلاء، ناخالصی های سطح تارگت، هیدروکربن های ناشی از بکار بردن پمپ خلاء و…) نیز روی سطح زیرلایه می نشیند. در نیم سیکل دوم به علت جابجایی الکتریکی آند و کاتد زیرلایه دارای پتانسیل منفی با ولتاژ کم  Vd شده و همین امر باعث کنده شدن ذرات ناخالصی که دارای انرژی بستگی کمتری هستند میگردد و در حقیقت عملیات دشارژ سطح تارگت و همچنین تمیز کاری زیرآیند در این سیکل انجام می پذیرد. لازم بذکر است این خاصیت تا حد بسیار زیادی نیاز به خلاء بالا و استفاده از پمپ های گران قیمت را مرتفع ساخته و دقتی مطلوب ارائه می کند.

اکنون پوشش های اکسید با کیفیت بالا با استفاده از فرایند  lp-rpms  با نرخ های نزدیک به آنچه که برای پوشش های فلزی حاصل می شوند، امکان پذیر است.

This post is also available in: enEnglish