دستگاه لایه نشانی اسپاترینگ رو میزی

دستگاه لایه نشانی اسپاترینگ رو میزی

    1. گواهی نانومقیاس

    2. 1396/08/30
    3. 1399/09/01
    1. گواهی ارتباط با نانو

    2. 1396/08/30
    3. 1399/09/01
معرفی کاربرد مشخصات (تجهیزات) کاربرد فناوری نانو در محصول دستورالعمل استفاده و نگهداری ایمنی و بسته بندی
کندوپاش (اسپاترینگ) یکی از تکنیک‌های پوشش‌دهی لایه‌نشانی فیزیکی فاز بخار (PVD) است که مکانیزم‌های آن بیشتر مبتنی بر فرآیندهای غیر حرارتی است که منجر به تجمع و نشست اتم‌های جدا شده تارگت بر روی زیرلایه مطلوب می‌شود. این رویکرد سه قدم اصلی را در بر می‌گیرد؛ انتقال ممنتوم از یون‌های پرانرژی به کاتد (تارگت)، کنده‌شدن اتم‌های تارگت، و سپس رسوب اتم به اتم بر روی زیرلایه‌ای (آند) که باید پوشش‌دهی شود. 
انجام فرایند پوشش‌دهی مشروط به تشکیل یک پلاسما است و تشخیص معمول لحظه‌ای که پلاسما شکل می‌گیرد، پدیده تخلیه تابان است. تخلیه تابان، نشان انتقالات الکترونی بین ترازهای انرژی داخل اتم است که به دلیل وقوع تخلیه الکتریکی بین دو الکترود با قطب مخالف، یعنی تارگت و زیرلایه است. همچنان که مکانیزم آن نیز اشاره دارد، برای آغاز تخلیه تابان، و متعاقبا لایه‌نشانی پوشش، به یک اختلاف پتانسیل حداقل، فشار کاهش یافته کنترل شده و گونه‌های گازی مناسب نیاز است.
کاربرد اسپاترینگ، فقط محدود به پوشش‌دهی نمی‌شود، بلکه رنج وسیع‌تری شامل پاکسازی، اچ‌کردن و فعال سازی را به عنوان روشی برای آماده‌سازی‌های سطحی قبل از پوشش‌دهی را شامل می‌شود. یکی از امتیازات بی‌رقیب اسپاترینگ نسبت به دیگر روش‌های پوشش‌دهی، آن است که در این روش رنج وسیعی از مواد حتی موادی با دمای ذوب بالا (تانتالوم با دمای ذوبی متجاوز از ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد، برای مثال) می‌توانند برای ایجاد فیلم‌های نازک بر روی زیرلایه‌های متفاوت پوشش‌دهی شوند. تا به امروز، انواع متفاوتی از پوشش‌دهنده‌های اسپاترینگ بوجود آمده‌اند؛ برخی از آن‌ها عبارت‌اند از: اسپاترینگ دیودی، اسپاترینگ تریودی، اسپاترینگ مغناطیسی، اسپاترینگ جریان مستقیم (DC) و جریان مستقیم (DC) پالسی، اسپاترینگ RF، اسپاترینگ صفحه‌ای و لوله‌ای.
اسپاترینگ دیودی یا دوقطبی معمول‌ترین تکنیک اسپاترینگ است و معمولا برای پوشش‌دهی و ایجاد لایه‌ای هادی بر روی نمونه‌های میکروسکوب الکترونی استفاده می‌شود. در اسپاترینگ مغناطیسی، یک میدان مغناطیسی خارجی برای اصلاح پلاسما و به جهت افزایش نرخ کندوپاش استفاده می‌شود. تحت این میدان مغناطیسی خارجی که موازی سطح کاتد است، الکترون‌های مجبور می‌شوند که به جای مسیر مستقیم به سمت آند، یک مسیر مارپیچی را در مجاورت کاتد طی کنند. در نتیجه، الکترون‌ها پلاسمای چگال‌تری را به صورت موضعی در مجاورت کاتد تشکیل می‌دهند. در نتیجه در حالی که به نظر می‌آید پلاسما به نواحی نزدیک کاتد محدود می‌شود، نرخ کندوپاش نیز بالا می‌رود. محدود شدن پلاسما به نزدیکی کاتد از طرف دیگر سبب می‌شود که تشکیل پلاسما و پوشش‌دهی در فشارهای پایین‌تر صورت پذیرد. در این حالت اتم‌های کنده شده از تارگت می‌توانند مسیر خود به سمت زیرلایه را با برخورد کمتر با ذرات گازی طی کنند، این پدیده هم موجب می‌شود نرخ پوشش‌دهی افزایش یابد.
با توجه به اینکه چه منبع تغذیه‌ای برای کاتد استفاده شود، DC و RF می‌تواند دو انتخاب باشد که هر یک مزایا و معایب خود را دارد. منبع تغذیه‌ DC برای مواد هادی مناسب است، اما در مورد مواد دی‌الکتریک و عایق، با محدودیت‌هایی مواجه است، چرا که سطوح مواد عایق و غیر هادی می‌توانند به صورت الکتریکی پلاریزه شوند و به این ترتیب ادامه فرآیند پوشش‌دهی را با مختل مواجه کنند. از طرف دیگر، اسپاترینگ RF می‌تواند حتی مواد غیر هادی الکتریکی را نیز پوشش‌دهی کند، چرا که تغییر قطبیت در اسپاترینگ RF در هر چرخه می‌تواند بار الکتریکی تجمع یافته بر روی سطوح را خنثی سازد. اسپاترینگ پالسی DC نیز انتخاب دیگری است که در فرآیندهایی از جمله اسپاترینگ فعال (reactive sputtering) به کار برده می‌شود.
  • ساخت ادوات اپتیکی، نانو الکترونیک و میکروالکترونیک
  • آماده سازی نمونه‌های میکروسکوپ الکترونی
  • رسوب دهی لایه‌های فلزی با استفاده از آلومینیوم، کروم، کبالت، مس، طلا، نقره، پلاتین، مولیبدن و تیتانیوم برای فرآیندهای آزمایشگاهی
این سامانه برای ایجاد لایه‌های نازک نانومتری با روش کندوپاش مگنترونی طراحی و ساخته شده است. منبع تغذیه این سامانه از نوع ولتاژ بالای DC می‌باشد و امکان لایه نشانی برخی مواد فلزی نوبل مانند طلا، نقره و پلاتین را ایجاد می‌کند. سادگی عملکرد این سامانه، امکان کار با آن را برای بسیاری از کاربران فراهم آورده است. این سامانه علاوه بر کاربردهای آموزشی، به عنوان دستگاه مناسب آماده سازی نمونه های SEM، محسوب می‌شود. این سامانه در دو مدل Epsillon و +Epsillon طراحی شده است. مدل +Epsillon علاوه بر قابلیت‌های سامانه Epsillon، امکان عملیات سطحی با استفاده از پلاسما را فراهم می‌نماید. جزئیات مشخصات فنی در جدول زیر ارائه شده است.
 

 

اسپاترینگ روش بدیعی برای تولید پوشش‌های مختلف است. در واقع، هر ماده‌ای که بتواند شرایط اسپاترینگ (تشکیل پلاسما، بمباران یونی، ...) را تحمل کند، می‌تواند یک انتخاب خوب به عنوان پوشش و یا به عنوان زیرلایه باشد. بنابراین، با انتخاب پارامترهای عملکردی دستگاه به طور مناسب، می‌توان ساختارهای درونی متفاوتی شامل میکروساختارها، نانوساختارها، نانوکامپوزیت‌ها و ... از یک گونه ماده تهیه کرد.
  • از آنجایی که این سامانه برای یک نوع لایه‌نشانی خاص طراحی شده است، مکان قطعات نصب شده را تغییر ندهید. 
  • ورود هرگونه آلودگی به درون محفظه خلا موجب افزایش گازدهی قطعات شده در نتیجه کاهش فشار سامانه را با مشکل مواجه می‌سازد. بنابراین برای لمس قطعات و اجزایی که در معرض خلا قرار می‌گیرند حتما از دستکش تمیز، استفاده کنید.
  • قبل از تشکیل پلاسما لازم است مراحل زیر را انجام دهید: اگر شاترها باز هستند، آن‌ها را روی وضعیت بسته بچرخانید تا بالای تارگت قرار گیرند.
  • در صورت نیاز چرخاننده زیرلایه را فعال کنید و با حرکت نگهدارنده، مکان زیرلایه مورد نظر را بالای تارگت قرار دهید. (چرخاننده در صفحه vacuum قرار دارد).
  • در صورتی که تارگت اکسید شده باشد یا ناخالصی داشته باشد در ابتدای شروع پلاسما کمی آرک یا جرقه می‌زند. اجازه دهید در ولتاژ کم پلاسمای ضعیفی وجود داشته باشد تا سطح را پس از ۱ الی ۲ دقیقه تمیز کند و بعد از اتمام آرک، ولتاژ را در مقدار مورد نظر تنظیم نمایید.
  • جریان فیلامان را به آرامی بالا ببرید، در این مدت جریان الکترونی را زیر نظر داشته باشید. در جریان الکترونی حدود ۱۰ میلی آمپر لکه روشن بر سطح بوته قابل مشاهده است. با تنظیم ولتاژ لکه را در وسط بوته قرار دهید.
  • برای اطلاع جامع از نحوه استفاده دستگاه، به کاتالوگ و راهنمای کاربری دستگاه مراجعه بفرمایید.
  • با فعال کردن شیر خنک‌کننده پمپ دیفیوژن، باید حسگر متناظر با آن در نمایشگر HMI روشن شود. در غیر این صورت PLC اجازه فعال شدن پمپ دیفیوژن را نمی‌دهد.
  • برای تخلیه محفظه، از بسته بودن شیرهای سوزنی و هوادهی اطمینان حاصل نمایید. شیر سوزنی را در جهت عقربه‌های ساعت بچرخانید تا کاملا بسته شود. شیر هوادهی را از روی HMI غیر فعال کنید تا بسته شود.
  • در حالتی که پمپ دیفیوژن روشن است، هیچ‌گاه نباید به صورت همزمان شیر مسیر مستقیم و شیر پشتی باز باشند. در این صورت فشار پشت پمپ دیفیوژن بالا می‌رود (ممکن است به اتمسفر برسد) که این فشار برای پمپ بسیار خطرناک می باشد.
  • در صورت بالا رفتن ناگهانی فشار داخل محفظه، فورا شیر پروانه‌ای را از روی HMI غیرفعال کنید تا شیر بسته شود و سپس به بررسی ایراد بپردازید.
  • برای تمیز کردن اُرینگ‌ها از استون استفاده نکنید زیرا باعث خورده شدن آن‌ها می‌شود.