Источник питания постоянного тока 600 Вт для процесса напыления

Формирование исходных данных для расчета.

Описание установки

Описание установки берем на сайте фирмы дистрибьютора. Например. На сайте http://www.actan.ru/vacevprvsm 100.html предлагает установка напыления тонких пленок VSM-100. Данная вакуумная магнетронная напылительная установка позволяет решать большинство задач, которые стоят перед исследовательскими лабораториями, предлагая хороший функционал за небольшие деньги. Замена источника постоянного тока на ВЧ-генератор значительно расширяет количество напыляемых материалов, позволяя напылять не только металлы, но и оксиды металлов.

Вакуумная магнетронная напылительная установка VSM-100 (Vacuum Small Magnetron system) использует плазменный разряд постоянного тока для магнетронного напыления тонких плёнок металлов (в частности: Ti, Cr, Au, Mo) или ВЧ плазму (для увеличения количества распыляемых материалов). В процессе напыления в системе работает один, два или три магнетрона, возможно переключение магнетронов в процессе напыления с целью последовательного напыления 3-х металлов.

Рис.1 Вакуумная магнетронная напылительная установка VSM-100

Вакуумная магнетронная напылительная система обеспечивает неравномерность <2% для пластин 100 мм и <3% для пластин из разных партий при использовании планетарного механизма, <5% при использовании вращающегося подложкодержателя.

Вакуумная магнетронная напылительная система изготовлена для «врезки» в чистую комнату: фронтальная часть системы находится в чистой зоне, задняя часть системы – в «серой» зоне. Напылительная установка обеспечивает проведение цикла напыления одним магнетроном не более чем за 30 минут. Благодаря простоте конструкции и использованию комплектующих ведущих мировых производителей система очень надежна и легко обслуживается. При этом одной из основных задач при проектировании и изготовлении данной напылительной системы была задача сделать напылительную систему недорогой и доступной для большинства лабораторий, занимающихся плазменным напылением

Система состоит из следующих узлов:

1. Вакуумная камера (вакуумная камера из нержавеющей стали с электрополировкой, размер камеры 30 см x 30 см x 40 см, D-форма в сечении, дверь на петлях, 100 мм вакуумное окно на двери, Дополнительное количество портов (3-5) для подключения в дальнейшем приборов сенсоров, заслонок, аналитических инструментов и пр, по умолчанию – заглушенные фланцы стандарта KF25).

2. Вакуумная система (Безмасляный турбомолекулярный вакуумный насос пр-ва Varian со скоростью откачки 80 л/с подсоединен к задней стенке вакуумной камеры, что позволяет избежать случайного попадания в насос каких-либо упавших деталей, кусочков образцов и пр. К выходному порту ТМН подсоединен пластинчато-роторный форвакуумный насос. Вакуумная откачная система обеспечивает предельный вакуум в камере не хуже 10^-6 торр. Вакуумметр Пирани на диапазон 1 атм – 1х10^-4 торр).

3. Система подачи газа (состоит из одного цифрового регулятора расхода газа (аргон), блок питания/управления с дисплеем ).

4. Магнетронная система распыления ( 3 магнетрона пр-ва Angstrom Science с водяным охлаждением. Диаметр магнетронов 50 мм. Расположение магнетронов – нижнее или верхнее (по выбору заказчика). Магнетроны регулируются по высоте в ручном режиме. Легкая смена магнетронов, возможно использование очень тонких мишеней (толщиной до 0.254 мм, это особенность полезна, когда распыляются благородные металлы). Каждый магнетрон снабжен пневматической заслонкой. Источник питания постоянного тока 600 Вт с цифровым дисплеем (отображение тока, напряжения), снабжен высоковакуумным включателем).

Источник питания постоянного тока 600 Вт для процесса напыления

6. Подложкодержатель (Подложкодержатель – вращающийся столик. Диаметр подложкодержателя: от 150 до 230 мм (согласуется с заказчиком). Кварцевая лампа с блоком управления позволяет нагревать подложкодержатель до 250 градусов. Температура измеряется с помощью термопары, подключенной к блоку управления регулировки температуры. Подложкодеражатель на 1 пластину (150 - 230 мм) Вращение подложкодержателя со скоростью 3-20 об/мин)

7. Нагрев до 250°C

8. Измеритель толщины ( Один водоохлаждаемый кварцевый датчик (кварцевый резонатор) расположен внутри камеры и подсоединены к монитору, располагаемому на передней панели напылительной системы. Монитор отображает скорость напыления и толщину плёнки. Система работает в полуавтоматическом режиме: процесс откачки включается одной кнопкой, процесс напыления включается нажатием на кнопку соответствующего магнетрона, окончание процесса напыления осуществляется автоматически - по выставленному значению толщины плёнки или по времени).

 

Выбор вакуумных насосов

Рис2 2-х камерный механический вакуумный насос DS-102

Исходя из описания установки возможны несколько вариантов действия. Если имеется ссылки на конкретную марку насоса находится характеристики данного вакуумного агрегата. Если есть только скорость откачки, то подбирается насос с соответствующей скоростью. Пример. Из характеристик установки мы имеем «турбомолекулярный вакуумный насос пр-ва Varian со скоростью откачки 80 л/с». На сайте http://www.ccsservices.ru/vacuum/turbotab.html найдем характеристики данного турбомолекулярного насоса (табл.1).

Наиболее подходящий вариант Turbo V 70 LP имеет скорость откачки 68 л/с, диаметр входного фланца 63 мм, диаметр выходного фланца 16 мм. Рекомендованным вакуумным форнасосом является 2-х камерный механический вакуумный насос DS-102.

2-х камерный механический вакуумный насос DS-102 находим на сайте http://atomproekt.ru/katalog/vakuumnoe-oborudovanie/varian/dvuxkamernye-plastinchato-rotornye-vakuumnye-nasosy-serii-ds/.

Рис.3 Технические данные на 2-х камерный механический вакуумный насос DS-102