Activitatea II.1 Proiectare si realizare instalatie

Activitatea II.1 Proiectare si realizare instalatie

Instalatia tehnologica, ca ansamblu, contine urmatoarele:
I. Camera de reactie
II. Agregat de vid
III. Catod magnetron
IV. Sursa de putere
V. Tinte si substarturi

I. Camera de reactie.

Pentru realizarea camerei de reactie au fost parcurse urmatoarele etape:

  1. proiectarea parametrilor tehnologici ai incintei
  2. proiectarea si modelarea computerizata a schemei tehnologice
  3. simularea computerizata a schemei tehnologice
  4. optimizarea schemei tehnologice in functie de rezultatele simularii
  5. proiectarea incintei
  6. executia incintei

Camera de reactie a fost executata in configuratie modulara si se compune din:

A. Incinta superioara

B. Incinta inferioara

C. Flansa de baza

(Conform Anexa 1 si 2)

Material utilizat: inox W1.4301, AISI 304, lustruit mecanic si electrochimic.

Sudurile: de tip WIG, cu rata de neetanseitate (masurata cu spectrometrul de neetanseitati cu He) mai mica de 5×10-8 mbar × l /s.


II. Agregat de vid ce contine urmatoarele:

1) Pompa turbomoleculara – viteza de pompare pentru N2 700 l/s, rata de compresie la N2 de 1 x 1011, presiune limita <1 x 10-10 mbar, nivel zgomot < 55 dB(A).
2) Pompa vid preliminar – viteza de pompare la 50 Hz –12.6 m3/h, presiunea totala ultima – 1.3 x 10-2 mbar.
3) Sonda de vid preliminar – domeniu de masura 1000  –  5×10-4 mbar, rezolutie de ±15% din citire (1 x 10-3 – 100 mbar).
4) Sonda vid full-range – domeniu de masura – 5 x 10-9 – 1000 mbar (3.8 x 10-9 – 760 Torr), conectare DN 25 ISO-KF, flansa din otel inox.
5) Valva sertar – Gama de presiune: de la presiune atmosferica la 1 x 10-7 Torr, rata de scurgeri : < 1 x 10-9 std cc/sec heliu, flansa de conectare DN 160 ISO-F
6) Componente de vidistica:
 a) Cot 90˚ din inox, dimensiune: DN 160 ISO-K, grosime pereti: 3 mm
 b) Vizor  DN 100 ISO-K din borosilicat cu montura de inox, prevazut cu garnitura de Viton
 c) Trecere  electrica la vid cu 4 pini, tensiune 5 kV, curent 30 A dc, tip flansa racord – 40 KF
 d) Garnituri de Viton cu inel de centrare ISO si cu inel exterior de fixare 100 ISO din inox
 e) Garnituri de Viton cu inel de centrare ISO si cu inel exterior de fixare 160 ISO din inox

a) b)

Figura 1. Dispozitiv experimental (a) si forma tipica a curentului si tensiunii a descarcarii in timpul functionarii in regim HiPIMS (b); presiunea gazului  10-2 mbar, durata pulsului 20 µs.

 

III. Catod magnetron – catod magnetron circular plan cu racire indirecta (tub de 1/4” PFA) si prevazut cu shutter si conexiune electrica pentru polarizare.

Dimensiuni tinta: 50 mm diametru, 3 mm grosime.

Dimensiuni placa de sprijin: 50 mm diametru, 3 mm grosime.

Catod montat pe ax cu diametrul de 25.4 mm si lungimea de 300 mm,

Inductia campului magnetic la suprafata tintei minim 1000 Gauss.

IV. Sura de putere, cu urmatoarele caracteristici – tensiuni de ordinul a 1 kV si intensitati de curent de pana la 200 A, reglabila in domeniul Hz-kHz si timp de raspuns de sub 500 nanosecunde.

V. Tinte si substraturi:

1)      Disc de wolfram, diametrul 2”, grosime 0.125”, puritate 99,95 %.

2)      Substrat de quartz transparent, dimensiuni: 10x10x0.5 mm, finisat pe ambele parti, transparenta in domeniul vizibil > 90%. Substraturi de molibden, forma circulara cu diametrul 2.5 cm si grosimea de 0.2 mm.

Incinta proiectata, realizata si prezentata anterior a fost atasata sistemului de pompare realizandu-se instalatia experimentala din Fig.1a. Instalatia a fost testata si au fost efectuate probele care au constat in:

–          testele de depresurizare si verificare a etansietatilor,

–          instalarea unui catod magnetron plan balansat cu tinta din wolfram

–          aprinderea descarcarii magnetron cu ajutorul sursei de putere in regim pulsat

Principalii parametri tehnici obtinuti au fost urmatorii:

–          presiune limita inferioara de ordinul a 5×10-7 mbar

–          obtinerea descarcarii magnetron in argon la presiunea de 10-2 mbar, in regim pulsat, cu formele tipice ale pulsului de tensiune si respectiv ale intensitatii curentului de descarcare ca cele prezentate in figura 1.b.

Instalatia prezentata constituie configuratia de baza. Aceasta poate fi echipata, la cerere, optional, cu sisteme complexe de diagnoza a plasmei si respectiv de monitorizare a straturilor depuse prin pulverizare catodica.

BACK