Вакуумные напылительные системы
Термическое оборудование
Оборудование для напылительных систем
Восстановление б/у вакуумных систем
Проектирование и создание вакуумных систем
Напыление покрытий вакуумными методами

Контакты компании РОБВАК
Тел.: +7 (495) 966 28 14
Email: request@robvac.com

Вакуумная установка магнетронного напыления VSM



Вакуумная установка магнетронного напыления VSM


Напылительная магнетронная система VSM имеет 2 или 3 магнетрона, большой выбор опций, является наиболее востребованной системой для проведения НИОКР, мелко и среднесерийного вакуумного напыления.



VSM, базовая конфигурация:Вакуумная напылительная магнетронная система VSM с двумя магнетронами, регулируемыми по высоте и с регулируемым углом наклона головы магнетрона, планетарным механизмом, нагревателем типа ТЭН

 

● Вакуумная камера

  • размер 40х60 см
  • D-форма (в горизонтальном разрезе)
  • фронтальная дверь с вакуумным окном 100 мм
  • нержавеющая сталь, электрополировка внутренних поверхностей камеры
  • съёмные экраны из нержавеющей стали внутри камеры
  • Установлена на раме из нержавеющей стали
    Опция:  водоохлаждаемая камера

 

● Магнетрон с мишенью 50 мм – 2 шт

  • косвенное охлаждение мишени
  • сбалансированная магнитная система
  • регулировка по высоте (в разгермитизированной вакуумной камере)
  • пневматическая заслонка для магнетрона (включая  все магнетроны, описанные в опциях)

Магнетроны для вакуумного напыления с пневматическими заслонками

Опция 1

3 магнетрона с диаметром мишени 50 мм

Опция 2

магнетрон (мишень 50 мм) с усиленной магнитной системой для распыления ферромагнитных материалов, Angstrom Science (США)

Опция 3

высокотемпературный магнетрон (мишень 50 мм) фирмы Angstrom Science (США)

Опция 4

магнетрон (мишень 50 мм) с наклоняемой головой, Angstrom Science (США)

Опция

Опция1+Опция2,  Опция 1+Опция3,  Опция2+Опция3,  Опция1+Опция2+Опция3

Опция

2 магнетрона с диаметром мишени 75 мм

Опция

2 магнетрона с диаметром мишени 50 мм, ионный источник для предварительной чистки подложек

 Вакуумная магнетронная напылительная система VSM с тремя магнетронами, регулируемыми по высоте, вращаемым подложкодержателем, нагревателем типа ТЭН

● Блок питания магнетрона

  • Для системы с 2 магнетронами
  • 1 шт - Блок питания постоянного тока 1 кВт (ADL, Германия) с переключением между двумя магнетронами

 

Опция 1

2 шт -  Блок питания постоянного тока 1 кВт

Опция 2

1 шт - Блок питания постоянного тока 1 кВт 

1 шт - ВЧ генератор 600 Вт

Опция 3

1 шт - ВЧ генератор 600 Вт

Опция 4

2 шт - ВЧ генератор 600 Вт


  • Для системы с 3 магнетронами
  • 1 шт - Блок питания постоянного тока 1 кВт (ADL, Германия) с переключением между тремя  магнетронами

Опция 1

2 шт -  Блок питания постоянного тока 1 кВт

Опция 2

3 шт -  Блок питания постоянного тока 1 кВт

Опция 3

1 шт - Блок питания постоянного тока 1 кВт 

1 шт - ВЧ генератор 600 Вт

Опция 4

2 шт - Блок питания постоянного тока 1 кВт 

1 шт - ВЧ генератор 600 Вт

Опция 5

1 шт - Блок питания постоянного тока 1 кВт 

2 шт - ВЧ генератор 600 Вт

Опция 6

2 шт - ВЧ генератор 600 Вт

Опция 7

3 шт - ВЧ генератор 600 Вт

Опция 8

Установка ВЧ генератора иной мощности

Установка БП другого типа (биполярный, униполярный, среднечастотный и т.д.) по согласнованию с заказчиком

* ВЧ генератор поставляется с автоматическим согласующим устройством.

Вакуумная магнетронная напылительная система VSM производства РОБВАК (Россия), установленная в лаборатории заказчика

● Откачная система

  • Турбомолекулярный насос (CF8”, 700 л/с)
  • Пластинчато-роторный насос 10 куб.м/ч
             Опция:       спиральный насос 15 куб.м/ч
  • Трехпозиционный затвор

● Дополнительное оборудование

  • Вращаемый столик диаметром 15 см, 20 об/мин
    • Опция: подача потенциала смещения на подложкодержатель
      Опция: планетарный механизм на 3 планеты по 10 см
      Опция: чистка подложек ВЧ плазмой
      Опция: чистка подложек ионным источником
  • Широкодиапазонный вакуумметр, 1 атм - 1х10-9 торр
  • Регулятор расхода газа, 100 ст.куб.см/мин,  2 шт
    • Опция: 3 регулятора расхода газа
  • Измерение толщины напыляемого слоя с помощью кварцевого датчика (кварцевые микровесы)
    • Опция: сенсор измерителя толщины с пневматической заслонкой
  • Нагрев кварцевой лампой до 200С
    • Опция: нагрев ТЭНом из нержавеющей стали (позволяет нагревать во время напыления) 

● Система управления

  • полуавтоматическое управление (автоматическая откачка, ручное напыление)
    Опция: автоматическое управление (откачка и напыление проходят в полностью автоматическом режиме)

 

 

Описание магнетронной напылительной системы VSM

Вакуумная камера из нержавеющей электрополированной стали D формы для вакуумной магнетронной системы

Вакуумная камера из нержавеющей электрополированной стали D формы

Вакуумная магнетронная напылительная установка VSM, производимая компанией РОБВАК, является оптимальным выбором для университета, НИИ или мелкосерийного и среднесерийного произдства. Использование проверенных узлов импортных и отечественных производителей, а также узлов собственного производства – всё это является залогом надёжного функционирования напылительной установки. При проектировании вакуумной магнетронной напылительной установки VSM нами ставилась задача создать максимально надёжную систему, не уступающую импортным аналогам, но которая при этом будет более привлекательная по цене.

 Вакуумная камера

Для производства систем используется серийно изготавливаемая вакуумная камера из нержавеющей электрополированной стали размером 40х60 см (D-образная форма в горизонтальном серчении). Вакуумная камера изготавливается в двух вариантах – с водяным охлаждением и без водяного охлаждения.
Вверху фланец под ввод вращения, на котором расположен подложкодержатель: столик или планетарный механизм. В указанном варианте камеры, изготавливаемой по умолчанию, напыление происходит «снизу-вверх»: магнетроны расположены внизу, подложкодержатель – наверху. 
Возможна поставка камеры для напыления «сверху-вниз» 
На днище камеры предусмотрены фланцы для монтажа магнетронов и пневматических заслонок.
Также в камере имеются дополнительные фланцы CF под подсоединение измерительного или функционального оборудования заказчика. 
Для подсоединения вакуумного затвора и ТМН используется фланец ConFlat8” (CF160) или ISO250, расположенный на задней стенке камеры. 
Вакуумная магнетронная напылительная система VSM производства РОБВАК (Россия)Рама и панели под вакуумной камерой изготовлены из нержавеющей стали, что придаёт камере красивый вид, а также позволяет долго сохранять новый вид (не образуются царапины, пятна, характерные для покрашенных рам и панелей).

 Вакуумная система

Вакуумная откачная система обеспечивает предельный вакуум в камере не хуже 10-6 торр.

Безмасляная откачная система состоит из ТМН со скоростью откачки 600 л/с (фланец CF160) или ТМН со скоростью откачки 2000 л/с на фланце ISO250 (только для магнетронных напылительных систем с установленным ионным источником) 
Безмасляный турбомолекулярный вакуумный насос с керамическими подшипниками на консистентной смазке обеспечит получение безмасляного высокого вакуума. ТМН подсоединен к задней стенке вакуумной камеры, что позволяет избежать случайного попадания в насос каких-либо упавших деталей, кусочков образцов и пр. 

Трехпозиционный затвор для регулирования откачки при напылений покрытий методом магнетронного напыления значительно уменьшает расход технологических газов благодаря дроселлированию откачки ТМН.

Контроль вакуума обеспечивается широкодиапазонным вакуумметром (на базе датчика Пирани и датчика с нитью накаливания) немецкого производства (Thyracont) на диапазон 1 атм – 1х10-9торр. В вакуумметре установлены 2 нити накаливания, при сгорании одной автоматически начинает работать вторая. В случае перегорания обоих нитей накаливания нужно заменить всего лишь «сенсорную» часть вакуумметра, которая составляет прим. 30% от стоимости вакуумметра.  

 Система электрофизических устройств

В камере установлены два или три магнетрона производства компании РОБВАК, имеющие очень высокий коэффициент выработки мишени. 
ВЧ генертор позволяет распылять металлы и диэлектрические материалы, но высокочастотный генераторо дороже, чем блок питания постоянного тока. 
Блок питания постоянного тока позволяет распылять только металлы. Наиболее часто встречающаяся конфигурация: 2 магнетрона работают каждый от своего блока питания постоянного тока (что позволяет напылять с магнетронов одновременно), 3-ий магнетрон подключен к ВЧ генератору. 
В системе, в которой установлены 2 магнетрона, может быть установлен ионный источник для чистки подложек.

Магнетрон с регулируемым 
углом наклона и регулировкой высотыОпционно в вакуумных напылительных системах серии VSM могут быть устанавлены магнетроны со специцифическим функционалом производства Angstrom Science (США) – мирового лидера в производстве магнетронов. Данные магнетроны могут работать с мишенями толщиной 0,2 – 6 мм. Возможность работы с тонкими фольгами позволяет использовать их для напыления тонких слоёв дорогих материалов, изготовление мишеней обычных толщин которых дорого. Магнетроны могут иметь следующий отличительный функционал:
- регулируемый угол наклона (см. фото справа) 
- магнетрон для распыления ферромагнитных материалов 
- сверхтемпературный магнетрон 
- магнетрон с непосредственным охлаждением мишени 
- магнетрон, объединящий несколько вышеназванных опций
Блок питания постоянного тока пр-ва ADL для магнетрона
Для питания магнетрона постоянным током используется блок питания постоянного тока мощностью 1 кВт производства немецкой компании ADL. Максимальный выходной ток БП равен 1,7А. Время гашения дуги: от 3 до 6 мс. 
Немецкая компания ADL много лет специализируется на производстве блоков питания для магнетронного распыления, имеет одну из самых широких линеек поставляемых блоков питания для вакуумного магнетронного напыления. Компания РОБВАК, следуя цели создания вакуумных магнетронных систем повышенной надежности, всё таки остановила свой выбор на этом поставщике блоков питания постоянного тока, даже не смотря на их высокую стоимость.
 
ВЧ блок питания с автосогласующим устройством на 600 Вт (пр-во США) для распыления диэлектрических материалов. Устанавливаемый ВЧ генератор имеет двойной запас по мощности, что значительно повышает надёжность его работы, так как ВЧ генератор не работает на пределе своей мощности даже при максимально подаваемой энергии на магнетрон. Автосогласущее устройство высокочастотного генератора позволяет быстро и надёжно проводить согласование электрических параметров ВЧ-магистрали.

 Система контроля толщины покрытия

Контроль толщины покрытий осуществляется кварцевым датчиком (кварцевыми микровесами). На дисплее монитора отображается текущая скорость напыления и толщина покрытия.
Опционно возможна поставка датчика измерения скорости напыления с пневматической заслонкой. 
Несмотря на дополнительное удорожание, связанное с пневматической заслонкой, она позволит значительно увеличить срок службы кварцевых кристаллов.
Все вакуумные датчики для измерения скорости напыления имеют водяное охлаждение. 

С напылительной установкой в качестве расходного материала поставляется 10 кварцевых кристаллов производства США, покрытых золотом.

 Система вращения подложкодержателя

Планетарная система вращения подложкодержателя
Планетарная система вращения подложкодержателя

Представляет собой вращающийся диск диаметром 150-250 мм из нержавеющей стали толщиной 4 мм (по согласованию с заказчиком возможна установка диска иного диаметра или материала). В диске сделаны отверстия с резьбой, что позволяет закрепить клипсы или иную оснастку для удержания напыляемых образцов. Блок управления и регулирования скорости вращения (возможность встраивания в АСУ ТП) позволяет регулировать скорость вращения до 20 об/мин. Опционно устанавливаестя планетарный механизм из нержавеющей стали на 3 планеты по 100 мм, или на 8 планет по 50 мм (показан на фотографии слева). Для увеличения энергии ионов, достигающих подложки, возможна подача потенциала смещения на подложкодержатель (при этом ввод вращения изолируется, и устанавливается специальный блок питания для подачи потенциала смещения). Опционно реализуется чистка подожек ВЧ плазмой (более дешёвая чистка по сравнению с чисткой ионным источником, при этом, если магнетронная напылительная система поставляется с ВЧ генератором для магнетрона, поджиг ВЧ плазмы для чистки осуществляется с этого же ВЧ генератора, если для питания магнетронов поставлются только блоки питания постоянного тока, для чистки ВЧ плазмой устанавливается специальный ВЧ генератор мощностью 100Вт). При этом мы вынуждены заметить, что чистка ионным источником даёт лучший результат, не происходит подпыления остнастки, что, как следствие, само может являться источником небольшого «перепыления» материала оснастки на подложку.

 Система нагрева

Нестандартно скомпонованная в соответствии с ТЗ заказчика вакуумная напылительная система VSM

Нестандартно скомпонованная в соответствии с ТЗ заказчика вакуумная напылительная система VSM

Система нагрева состоит из кварцевых ламп или опционно - нагревателей типа ТЭН (мощностью 2-3 кВт) из нержавеющей стали, блока управления и контроля нагревом, что даёт дополнительную надёжность системе по сравнению с нагревом кварцевыми лампами. Нагрев до 200°С. 
Использование кварцевых ламп подразумевает более частую чистку (или замену) защитных стекол, установленных на кварцевой лампе. Сами кварцевые лампы также требуют периодической замены ввиду их более частого перегорания.

При использовании ТЭНов возможно поддержание заданного значения в технологическом процессе по обратной связи через термопару.
 

Система подачи технологических газов

Система построена на базе регулятора расхода подачи газа, работающего по вязкостному принципу (не тепловой РРГ). Это обеспечивает высокую надежность работы, безинерционность подачи газа (что можно быть важно в некоторых технологических процессах). По умолчанию устанавливаются 2 регулятора расхода газа на диапазон 100 ст.см3 /мин. Опционно  можно установить третий РРГ.  РРГ подсоединены к вакуумной камере с помощью трубок из нержавеющей стали с элекптрополировкой внутренних поверхностей (что важно при проведении чистых технологических процессов), а не ПВХ трубок, как это делается в бюджетных вакуумных напылительных системах.

 

Система управления

Система управленияВ установке предусмотрены все системы блокировок по воде и вакууму для обеспечения штатного функционирования компонентов и оборудования в целом. При полуавтоматическом управлении откачка камеры осуществляется в автоматическом режиме, для осуществления процесса напыления оператор исползует кнопки и ручки регуляторов на передней панели стойки управления. 
При автоматическом режиме управления вакуумная напылительная система осуществляет напыление в полностью автоматическом режиме, от момента откачки до момента окончания процесса напыления.

 

Приобретая произведённое нами оборудование, вы получаете не только надежное и качественное техническое решение, но и полный комплект гарантийных обязательств по наладке, обслуживанию и своевременному реагированию наших специалистов.
Вакуумная магнетронная напылительная установка VSM всегда есть на нашей площадке во Фрязино, поэтому обращайтесь - мы можем продемонстрировать её в работе, обсудить ваши задачи, совместно выработать спецификацию, которая наиболее полно по функционалу и оптимально по цене решит стоящие перед вами задачи.

Вакуумная магнетронная напылительная установка VSM. Работа планетарного механизма, оснастка вакуумной камеры.

Вакуумная камера с оснасткой, изготовленной по ТЗ заказчика. В вакуумной камере установлены два магнетрона, ионный источник, планетарный механизм, нагрев ТЭНами. Вакуумная напылительная система предназначена для напыления золота в технологических задачах, связанных с космическими исследованиями на одном из предприятий РосКосмоса.

Система вакуумного магнетронного напыления VSM (производство РОБВАК, г.Фрязино, Московская обл.)

Данная вакуумная магнетронная напылительная система VSM был изготовлена по техничесокому заданию заказчика (одно из предприятий РосКосмоса) для напыления золота с предварительным напыленим подслоя хрома. Вакуумная напылительная система имеет полностью автоматическое управление, осуществляемое контроллером OMRON, управление и контроль работой происходит с помощью сенсорного дисплея.