Your SlideShare is downloading. ×
CFR Catalogue
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

CFR Catalogue

1,212

Published on

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
1,212
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
12
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Sputtering Machines and Sources  catalogue  
  • 2. CFR Management and AdministrationFounded in 1993, the Consorzio Ferrara Ricerche (CFR – Ferrara Research Consortium) is a non‐profit organisation with public and private participation, aimed at the promotion, development and exploitation of human, scientific, technological and economic resources mainly of the territory of Ferrara. The mission of CFR is to promote and to manage research, innovation and technology transfer, by offering itself as a decisive and preferential partner for universities, research centres, public institutions and industrial companies in Italy and abroad, besides acting as a link between the generators of know‐how, industrial organisations and the working world. 
  • 3. CFR Technical Staff 3 
  • 4.
  • 5. [ TRANSITION METAL NITRIDES ]  Sputtering Machine  This prototype is an easy and cheap solution to sputter small samples to test and research new thin film coatings. It is composed of two 2” DC planar magnetrons, and a 2” planar magnetron. The deposition process is set and controlled through a touch screen panel.  5 
  • 6.  Full automatic process: only one click to empty the chamber  Automatic movement of sample holder and shutter  8 different sputtering processes: single deposition, multilayer,    annealing, pre‐sputtering, manual deposition  Possibility to control the system manually  Automatic sample holder with 4 loading stages  3 Sources for multilayer depositions  Heater for the annealing process up on request www.surfacetreatments.org   6 
  • 7. The High Vacuum system is composed of:  Stainless steel AISI 304 chamber (316 up on request)  ISO and KF flanges  Two doors for easy sample loading  500 l/s turbo pump and rotary pump  Three 100 sccm mass flow controller for Ar, N2 and other gases  Two 2” DC planar magnetrons  One 2” RF planar magnetron  A Resistive Heater up on request  Two DC power supplies  One RF power supply  Touch screen with customizable software to control and set all the machine processes  Rotating sample holder with 4 plates and one shutter  Operative Specifications (Min value/Max Value):  Power (0.2 kW / 25.0 kW)  Samples diameter (max 50 mm, more up on request)  Sample—shutter distance (10mm/ 100mm)  Sputtering pressure range (3∙10‐3 / 5∙10‐2 mbar)    Gas flow rate Ar and N2 (1.1 sccm / 100 sccm)  Heater temperature (50 °C / 600 °C)  Physical Specifications  Size: 2050mm (H) x 1343mm (W) x 1336mm (D)  Weight ≈ 600 kg     [ TRANSITION METAL NITRIDES ]   Sputtering Machine        7 
  • 8.
  • 9. [ ROLL TO ROLL ]  Sputtering Machine  This UHV machine is designed for the deposition of getter films onto alluminium ribbons 500 meters long for solar applications. There are two 10” DC planar magnetrons of 12 kW total power in roll to roll configuration. The deposition process is controlled and set through touch screen panels  9 
  • 10.  UHV system with conflat flanges and bakeout system (up to 250 °C)  for extremely clean deposition conditions: 1∙10‐9 mbar vacuum limit  Completely closed machine: perfect for industrial applications   Extractable  roll to roll mechanism for fast and easy ribbon charging  Full automatic process: only one click to empty the chamber  Automatic control of the ribbon: draft and speed are monitored  by load cell and  lasers and feedback controlled  Rotating magnets for a uniform target erosion and low flakes production www.surfacetreatments.org   10 
  • 11. The Ultra High Vacuum system is composed by:  Stainless steel AISI 304 chamber (AISI 316 up on request)   200, 150, 100, 63, 35 Conflat flanges  Fast entry flange to change the ribbon rapidly  500 l/s turbo pump and rotary pump  100 sccm Argon Mass flow controller  Two 10” magnetrons with rotating magnets 12 kW total power  Two DC 6 kW power supplies  Touch screen with customizable software to control and set up all the machine processes  Roll to roll system composed by 8 rolls  2 lasers and a load cell (for diameter and ribbon draft measurement)  8 zones baking system composed of 32 heater elements   Physical Specifications:  Rack Size: 1900mm (H) x 1100mm (W) x 750mm (D)  Deposition system size: 1700mm (H) x 6000mm (W) x 1500mm (D)  Rack weight ≈ 200 kg  Deposition system weight ≈ 2000 kg      [ ROLL TO ROLL ] Operative Specifications (Min value/Max Value):  Sputtering Machine   Power (0.2 kW / 23.0 kW)  Baking temperature (50°C /300°C)  Pressure limit after baking process1  ( < 1∙10‐8)    Sputtering pressure range1 (4∙10‐3 / 5∙10‐2 )    Gas flow rate (1.1 sccm / 100 sccm)  Ribbon thickness (25 µm / 50 µm )  Ribbon lenght (25 µm: 20m/500m)  (50 µm: 20m/250m)    Ribbon speed (0.01 m/min / 2.00 m/min)  Ribbon draft ‐read by load cell‐ (0.1 Kg (recommended 3 kg) / 9 kg (recommended 6 kg))     1   This limit is without the ribbon inside the vacuum chamber.   11 
  • 12. 12 
  • 13.  [ TITANIUM NITRIDE ]  Sputtering Machine This  UHV  machine  provides  the  deposition  of  Titanium  Nitride  films onto 3D samples. A sample holder with an epyciclide motion allows a uniform deposition of the alumina cylinder.  13 
  • 14.  Two facing 10“ magnetrons for uniform deposition on each side of the substrates  Microbalance to know the film thickness during deposition process  Dry pump to avoid back streaming contaminations  Special sampleholder with RF contact for pre‐sputtering to clean the sample  surface  Epycycloidal motion for uniform deposition www.surfacetreatments.org   14 
  • 15.  The High Vacuum system is composed of:  Stainless steel AISI 304 chamber (AISI 316 up on request)   100 l/s turbo pump and scroll pump  100 sccm Argon, Nitrogen Mass flow controller  Two 10” DC planar magnetrons 12 kW total power  Two DC 6 kW power supplies  A RF 1 kW power supply for plasma etching  Rotating sample holder with RF contact for sample pre‐sputtering  Magnetrons are mounted on rails for an easy movimentation   Microbalance for thickness measurements  Operative Specifications (Min value/Max Value):  Power (0.2 kW / 15.0 kW)  Sputtering pressure range (3∙10‐3 / 5∙10‐2 mbar)    Gas flow rate Ar and N2 (1.3 sccm / 100 sccm)  Magnetron Power (max: 6 kW)         [ TITANIUM NITRIDE ]  Sputtering Machine          15 
  • 16. 16 
  • 17. [ MULTI‐CHAMBER ]  Sputtering Machine This  UHV machine provides the deposition of transition metal nitrides and oxide coatings; multilayer and co‐sputtering depositions. Two different deposition chambers allow two different sputtering        processes in the same vacuum process.  17 
  • 18.  Two process chamber  Cluster magnetron for multilayer film deposition  Lift for easy access to the sputtering chamber www.surfacetreatments.org   18 
  • 19.  The High Vacuum system is composed by:  Stainless steel AISI 304 chamber (AISI 316 up on request)   Two process chamber  100 l/s turbo pump and scroll pump  100 sccm Ar, N2, O2 mass flow controller  Six 2” DC planar magnetrons  Rotating sampleholder  Cluster with three 2” magnetrons  Magnetron cluster mounted on automatic lift   Operative Specifications (Min value/Max Value):  Power (0.2 kW / 25.0 kW)  Sputtering pressure range (3∙10‐3 / 5∙10‐2 mbar)    Gas flow rate Ar N2 and O2 (1.3 sccm / 100 sccm)  Magnetron Power (max 1000 W, extendible up on request)           [ MULTI CHAMBER ]  Sputtering Machine          19 
  • 20. 20 
  • 21. [ YBCO ]  Sputtering Machine A UHV machine for the deposition of YBCO superconductive films  on strip samples  21 
  • 22.      The sputtering deposition is heater assisted for best results    Rectangular Diode Magnetron for uniform thickness deposition         www.surfacetreatments.org   22 
  • 23.    The High Vacuum system is composed of:  Stainless steel AISI 304 chamber (AISI 316 up on request)  Two doors for easy sample loading  63 l/s turbo pump and scroll pump  100 sccm Argon, Oxigen Mass flow controller  Rectangular DC diode sputtering source 1kW max power  Heater     Operative Specifications (Min value/Max Value):  Pressure limit after vacuum process1  ( < 2∙10‐6 mbar)    Sputtering pressure range (10‐1 / 10 mbar)    Gas flow rate Ar and O2 (1.1 sccm / 100 sccm)  Magnetron Power (100W / 1000W)       [ YBCO ]   Sputtering Machine         1  This limit is without samples and other external objects inside the vacuum chamber.   23 
  • 24. 24 
  • 25. [ PLANAR MAGNETRON ]  Sputtering Sources 2”, 4”, 8”, 10” and 12” planar magnetron sputtering sources with permanent magnets or solenoid  25 
  • 26.  Target diameter from 2” to 12”  Water cooled  NdFeB magnets water free in 2” configuration  DC or RF powered www.surfacetreatments.org   26 
  • 27. 2 / 4 inch Planar Magnetron Sputtering Source:  Diameter:        2” (50,8 mm) /4” (101,6 mm)  Target fixing:        on copper baseplate by silver paint or metal eutectic  Utilization:         up to 30%  Magnets:        NdFeB, Solenoid up on request for 4” magnetron              (Balanced or Unbalanced Magnetic field confinement up on request)  DC power (max):      1 kW / 2 kW  RF power (max):      500 W / 1 kW  Sputtering Current (max):    3 A / 6 A  Sputtering voltage:      100‐1000V  Sputtering pressure:    1∙10‐3 mbar to 0,1 mbar  Mounting:        CF100 flange / CF 150 flange         [ PLANAR MAGNETRON ]    Sputtering Sources   8 / 10 / 12 inch Planar Magnetron Sputtering Source:  Diameter:        8” (203,2 mm) / 10” (240 mm) / 12” (304,8 mm)  Target fixing:        brazed on copper baseplate  Utilization:         up to 50%  Magnets:        Plastimag or NdFeB rotating magnets  DC power (max):      3 / 4 / 6 kW  RF power (max):      1,5 / 2 / 3 kW  Sputtering voltage:      100‐1000V  Sputtering pressure:    1∙10‐3 mbar to 0,1 mbar  Mounting:        ISO flange  27 
  • 28. 28 
  • 29. [ RECTANGULAR CATHODIC ARC ]  PVD Source Rectangular Cathodic Arc with solenoid and magnetic filter  29 
  • 30.  High deposition rate  Excellent film adhesion  Magnetic Filter: no macroparticles on deposited films  Large deposition area www.surfacetreatments.org   30 
  • 31. Magnetic Filtered Source:   Target area:          220 cm2  Target fixing:          directly on baseplate screwed or brazed  Utilization:           up to 60%  Target magnetic confinement:    1 Solenoid  Utilization mode:        DC or pulsed DC  Arc Current (max):        600 A  Deposition Rate:        35 nm/s (target SnO2, measured at the filter exit)  Mounting:          Custom rectangular flange  Filter:            Macroparticles magnetic filter with 2 Solenoids               (the filter can be removed)      [ RECTANGULAR CATHODIC ARC]   PVD Source  31 
  • 32. 32 
  • 33. [ TRIPLE MAGNETRON CLUSTER ]  Sputtering Source Triple magnetron cluster is the most suitable system to deposit compounds starting from two or three different targets  33 
  • 34.  Each magnetron is shuttered in order to deposit selectively from one or two  targets: in this way multilayer growth is possible  Suitable for co‐deposition magnetron sputtering  The three magnetrons are placed at 120 degree angle one to each other   in order to make the system axially symmetric  NdFeB magnets water free  DC or RF powered www.surfacetreatments.org   34 
  • 35. Cluster  Mounting:        CF200 flange  Flanges:         3 CF100, 4 CF16  Material:        Stainless steel AISI 316L  2 inch Planar Magnetron Sputtering Sources  Diameter:        2” (50,8 mm)  Target fixing:        on copper baseplate by silver paint or metal eutectic  Utilization:         up to 30%  Magnets:        NdFeB Balanced or Unbalanced Magnetic field confinement  DC power (max):      1 kW  RF power (max):      500 W  Sputtering Current (max):    3 A  Sputtering voltage:      100‐1000V  Sputtering pressure:    1∙10‐3 mbar to 0,1 mbar  Mounting:        CF100 flange  Electrical connector:    Lemo type      [ TRIPLE MAGNETRON CLUSTER ]  Sputtering Sources   35 
  • 36. 36 
  • 37. [ RECTANGULAR MAGNETRON/DIODE ]   Sputtering Source A cheap solution for strips and rectangular geometry coatings that require high uniformity thickness  37 
  • 38.  High percentage of target erosion  Uniformity deposition in a wide square  DC powered www.surfacetreatments.org   38 
  • 39.  Rectangular Diode Sputtering Sources  Target size:        300 x 30 x 6 mm  Target fixing:        on copper baseplate by silver paint or metal eutectic  Magnets:        NdFeB Balanced Magnetic field confinement  Utilization:         up to 80% in diode mode  DC power (max):      1 kW  Sputtering Current (max):    3 A  Sputtering voltage:      100‐1000V  Sputtering pressure:    1∙10‐3 mbar to 0,1 mbar  Mounting:        CF100 flange  Electrical connector:    Lemo type       [ RECTANGULAR MAGNETRON/DIODE ]  Sputtering Sources   39 
  • 40. 40 
  • 41. [ STANDARD MAGNETRON ]  Sputtering Source 2” diameter planar magnetron with a high magnetic field provided by permanent magnets  41 
  • 42.  Water cooled  Mounted on a CF 100 flange  Variable target‐substrate distance  A shutter for the target can be optionally mounted  Works with any kind of conductive target www.surfacetreatments.org   42 
  • 43.  Rectangular Diode Sputtering Sources  Diameter:        2” (50,8 mm)  Target fixing:        on copper baseplate by silver paint or metal eutectic  Utilization:         up to 30%  Magnets:        NdFeB Balanced or Unbalanced Magnetic field confinement  DC power (max):      1 kW  RF power (max):      500 W  Sputtering Current (max):    3 A  Sputtering voltage:      100‐1000V  Sputtering pressure:    1∙10‐3 mbar to 0,1 mbar  Mounting:        CF100 flange  Electrical connector:    Lemo type      [ STANDARD MAGNETRON ]  Sputtering Sources   43 
  • 44. 44 
  • 45. [ CILINDRICAL MAGNETRONS FOR OIL INDUSTRIES ]   Hard coatings, protective layers, anti‐friction thin films, for special pipes designed for oil industries.  45 
  • 46.  Hard coating and protective and anti‐friction  thin films for metallic pipes  Materials: DLC to transition metals carbides  Strong permanent magnets internal (Fig. on the center)  or external (Fig. on the right) The cathode create a high plasma confinement along cylinder axiswww.surfacetreatments.org   46 
  • 47.   Cylindrical Magnetrons   Diameter:        from 10 mm to  1000 mm  Length:         from 10 mm to 2000 mm  Utilization:         up to 80%  Magnets:        NdFeB permanent Magnets or solenoid              (Balanced Magnetic field confinement)  DC power (max):      function of dimension  Sputtering Current (max):    function of dimension  Sputtering voltage:      100‐1000V  Sputtering pressure:    1∙10‐3 mbar to 0,1 mbar  Mounting:        CF, KF or custom designed flange    [ CYLINDRICAL MAGNETRONS FOR OIL INDUSTRIES ]  Sputtering Sources   47 
  • 48. 48 
  • 49. [ HEATERS ]   IR heater lamp for annealing process and high temperature coating process  49 
  • 50.  Cylindrical and rectangular geometry  Mounted on a CF 100 flange  Fast heating response  Maximum temperature achievable 800°C  Very low degassing rate during heating www.surfacetreatments.org   50 
  • 51.  Circular heater   Sample Diameter (max):    2” (50,8 mm)  Max temperature:      800 °C  Power (max):       500 W  Voltage:        230 V AC  Working pressure:      atmospheric pressure to 1∙10‐9 mbar   Mounting:        CF100 flange  Termocouple:        k type   Rectangular heater   Sample size:        60 x 350 mm  Max temperature:      800 °C  Power (max):       4 kW  Voltage:        230 V AC  Working pressure:      atmospheric pressure to 1∙10‐9 mbar   Mounting:        CF100 flange  Termocouple:        k type  [ HEATERS ]    51 
  • 52. 52 
  • 53. [ BAKING CONTROLLER ]   3 zone UHV Baking Control   3 independent heating zones  3.3 kW maximum power for each zone  99 hours timer  Thermoresistivity probe PT100 for temperature control  Over‐temperature alarm  Timer/manual operation mode U.H.V. Baking Control is a complete and easy to use system to control the baking processes in vacuum chambers  53 
  • 54. [ contacts ]  Legnaro (PD) - Technical FacilitiesFerrara - Registered Office e‐mail : info@surfacetreatments.it    web site: http://www.consorzioferrararicerche.it  http://www.surfacetreatments.org    Phone : +39 049‐8068321  Fax : +39 049‐8068817    Technical Facilities : Viale dell’Università 2, 35020 Legnaro (PD) ‐ Italy  Registered Office : Via Saragat 1, 44100 Ferrara ‐ Italy 
  • 55. www.surfacetreatments.org  56 

×