Установка напыления проводящих слоев Ника-2012 ПС

    Установка для нанесения толстых металлических слоёв методом магнетронного распыления. 

    Назначение: нанесение толстых металлических слоёв методом термовакуумного испарения в магнетронном разряде на керамические подложки. Для обеспечения адгезии проводящего слоя предусмотрено напыление металлического (Cr, Ti, Ta) или диэлектрического подслоя. В последнем случае обеспечивается минимальные резистивные потери в СВЧ схемах.

    Технологии: 

    • ионная очистка подложек;
    • магнетронное распыление металлических мишеней;
    • магнетронное распыление магнитных материалов (никель);
    • термовакуумное испарение в магнетронном разряде с высокой скоростью нанесения (до 1 мкм/мин на вращающуюся карусель, до 60 мкм полной толщины на всю загрузку);
    • напыление диэлектрического подслоя (опционально);
    • опционально – восстановительная обработка в водородной плазме, заменяющая высокотемпературный отжиг, а также травление органических материалов.

    Состав:  

    • ионный источник либо генератор плазмы; 
    • магнетрон для напыления металлического (Cr, Ti, Ta) или диэлектрического подслоя;
    • магнетрон для нанесения толстого слоя металла (Cu, Ag) методом термовакуумного испарения в магнетронном разряде;
    • магнетрон для нанесения защитного слоя Ni;
    • карусель для одностороннего или двустороннего напыления с возможностью быстрой замены одной на другую;
    • два канала подачи рабочих газов;
    • нагреватель (опционально).

    Описание

    Современные магнетронные распылительные системы позволяют получать металлические покрытия с плотной кристаллической структурой, а применение магнетронов с разрядом в парах мишени - осуществлять сверхскоростное вакуумное осаждение металлов со значительной долей ионной компоненты в составе пара. ООО "Лаборатория вакуумных технологий" разработало и освоило серийный выпуск установок магнетронного напыления Ника-2012 ПС, предназначенных для напыления металлических проводящих слоёв на полупроводниковые и керамические подложки, в частности, в технологиях производства ГИС, ПП приборов, изделий акустоэлектроники.

    Все установки 2012-й серии сочетают компактный размер и небольшую стоимость с полноценной технологической функциональностью, что позволяет широко использовать их в процессе обучения и для исследовательских работ. Машины собираются на основе универсального вакуумного поста Ника-2012 и оснащаются специализированным набором технологических устройств, предназначенным для ионной очистки и активации поверхности подложки, напыления подслоя, напыления основного слоя металлизации с ионно-плазменным асссистированием. Применение специального устройства карусели позволяет наносить покрытия на две стороны подложки одновременно.

    Технологические устройства

    Максимальное количество технологических устройств, которое может быть размещено в установке на основе универсального вакуумного поста Ника-2012, - 4 шт. В одной позиции размещается источник ионов или генератор плазмы РПГ-128, предназначенные для очистки и активации поверхности, что позволяет получать хорошую адгезию без сильного нагрева подложек. Это позволяет производить напыление на подложки из легкоплавких или имеющих высокое давление пара материалов (магний, цинк, свинец), а также снизить термические напряжения в напылённом покрытии. Также ионный источник или, лучше, генератор плазмы могут быть использованы для ионного ассистирования в процессе напыления, что позволяет получить даже более плотную кристаллическую структуру, чем при напылениее на высокой температуре. Это связано, во-первых, с высокой неравновесной температурой поверхностного слоя атомов, а во-вторых, с увеличением подвижности адатомов под действием ионной бомбардировки. В плотной плазме РПГ-128 можно получать большую плотность ионного тока при низкой энергии ионов (до 80 эВ), что позволяет избежать излишнего нагрева подложек и нарушения нижележащих функциональных слоёв.

    Остальные позиции могут быть заняты магнетронами (от 1 до 3х штук), питание которых может осуществляться от одного блока питания через коммутатор (в этом случае невозможна одновременная работа нескольких магнетронов), либо от отдельных блоков питания. В последнем случае обеспечивается мгновенный переход от одного слоя к другому, исключая окисление подслоя остаточным кислородом. Кроме того, при независимом питании появляется возможность одновременного напыления с нескольких магнетронов с изменяемым во времени соотношении скоростей напыления. Это позволяет формировать градиентные переходы между слоями, напылять плёнки сложного состава, соотношение компонент которого неизвестно заранее или из которого невозможно изготовить мишень.

    Карусель и привод вращения

    Установка двустороннего напыления. В зависимости от потребности заказчика, установка Ника-2012 ПС может комплектоваться плоской каруселью для одностороннего напыления подложек, либо сателлитной системой с переворотом подложек для двустороннего напыления.

    Плоская карусель позволяет разместить 6 круглых подложек диаметром 100 мм, 8 штук диаметром 76 или 12 шт прямоугольных подложек 60х48 мм. Карусель выполнена сменной, что позволяет иметь комплект для разных типов подложек. Замена карусели занимает не более 10 минут без необходимости отключать установку. Управление каруселью задаётся технологической программой и позволяет осуществлять одновременную обработку всех подложек на вращении, либо раздельную обработку каждой подложки, путём её неподвижной установки непосредственно над технологическим устройством.

    Сателлитная система имеет 5 позиций, в каждой из которых может быть размещён держатель либо для одной круглой подложки диаметром 100 или 76 мм, либо для двух прямоугольных подложек 60х48 мм. Для одностороннего напыления в каждую позицию можно устанавливать по две подложки "спина к спине". Система приводов и управления позволяет независимо управлять вращением карусели и держателей, что даёт возможность реализации следующих режимов напыления:

    • напыление на одну сторону - держатели остановлены в горизонтальном положении, карусель вращается, затем держатели могут быть перевёрнуты и произведено напыление на обратную сторону;

    • двустороннее напыление на вращении - карусель и держатели вращаются;

    • односторонее напыление на выбранную подложку - выбранная подложка остановлена над технологическим устройством, держатель остановлен в горизонтальном положении;

    • двустороннее напыление на выбранную подложку - выбранная подложка остановлена над технологическим устройством, держатель вращается.

    Соотношение скоростей вращения карусели и держателей может быть выбрано произвольно.

    Реализуемые технологии и применение

    Установка магнетронного напыления Ника 2012 ПС предназначена для нанесения проводящих слоев в технологиях производства ГИС, полупроводниковых приборов, изделий акустоэлектроники и т. п. Наличие в установке устройств ионной очистки и ионного ассистирования в процессе нанесения металлических слоев позволяет гибко управлять структурой напыляемого покрытия, обеспечивать адгезию покрытий к любым материалам. Контроль толщины покрытия может осуществляться при помощи кварцевых датчиков.

    Применяемые магнетроны оригинальной разработки ООО ЛВТ с высокой удельной мощностью позволяют наносить проводящие слои (например, алюминий) с высокой скоростью и качеством (до 0,5 мкм/мин), при низких давлениях рабочего газа (0,07 - 0,1 Па). Для высокоскоростного вакуумного бескапельного напыления меди, серебра, индия и ряда других материалов можно применять магнетроны, работающие в парах мишени. Они обладают чрезвычайно высокими скоростями напыления при небольшой затрачиваемой мощности. Скорость напыления по меди составляет 2-3 мкм/мин на вращающуюся карусель при рабочей мощности магнетрона не более 2 кВт без применения рабочего газа, что обеспечивает высочайшее качество покрытия, лучше, чем при термическом испарении с ионным ассистированием. Наличие нескольких магнетронов, которые могут работать одновременно, позволяет формировать слои переменного состава, плавно переходя с одного материала на другой, например алюминий-никель, препятствуя расслоению слоев при последующей пайке.  

    Похожие материалы (по тегу)