ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ Модернизация вакуумной установки нанесения тонкопленочных покрытий УВН-71П-3

Приложение № 1
к извещению о проведении запроса предложений
от «10» октября 2012 г. № 92
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Модернизация вакуумной установки нанесения тонкопленочных
покрытий УВН-71П-3
Необходимо провести модернизацию вакуумной установки УВН-71П-3 1982 г.изг., в
части изготовления нового шкафа управления с системами управления и измерения
технологических параметров, оснащения установки магнетронной системой распыления из
2(3) магнетронов, оснащения установки ионно-лучевым источником для финишной очистки
поверхности подложек перед напылением, доработки механизмов системы вращения
карусели, замены имеющегося вакуумного откачного агрегата на современные безмасляные
средства откачки.
Цель модернизации установки: улучшение адгезии тонких пленок к поверхности
подложек, увеличение воспроизводимости результатов процессов по установленным
технологическим режимам, повышение процента выхода годных микрополосковых
тонкопленочных
плат;
снижение
материалоемкости
изготовления
изделий
спецмикроэлектроники, разработка технологии магнетронного напыления структур V-Al, CrAl, нихром, хром.
Технические требования.
1. Установка предназначается для одностороннего напыления:
- проводниковой структуры V-Al (толщина 0,2-0,3 мкм) на подложки из ниобата лития;
- нихрома, хрома на подложки из слюды;
- структуры Cr-Al на подложки из поликора («изготовление свидетелей»).
Установка должна обеспечивать производительность, не менее: 16 подложек из ниобата
лития за 1 цикл, 8 подложек из слюды за 1 цикл, и обеспечивать 3 - 4 цикла в течение рабочей
смены.
2. Вакуумная система установки должна обеспечивать предельный вакуум в диапазоне 1×105 – 110-6
мм рт.ст. без применения жидкого азота). Время выхода на режим по высокому
вакууму в течение не более 30 мин. при первом включении и 10-15 мин. при последующих
включениях в течение рабочей смены. Необходимо произвести замену паромасляного насоса
и пластинчато-роторного насоса на современные безмасляные насосы, обеспечивающие в
вакуумной камере безмасляный вакуум (турбомолекулярный, сухие форвакуумные насосы).
Новые высоковакуумный и форвакуумный насосы приобретает Заказчик.
Остальные элементы вакуумной системы, включая клапана, приобретает Исполнитель.
Блок управления вакуумным откачным агрегатом приобретает либо изготавливает
Исполнитель.
3. Система нагрева должна обеспечивать нагрев подложек до температуры 250 ºС.
4. Система регулирования и измерения температуры подложек должна обеспечивать
цифровую индикацию заданной и фактической температуры нагрева с точностью ± 1 ºС,
автоматическое поддержание температуры с отклонением не более ± 5 ºС от установленного
заданного значения при термостабилизации подложек и напылении. Датчик измерения
температуры платиновый типа ЭСП-100. Терморегулятор типа «Термодат». Диапазон
измерения от 0 до 250 ºС.
5. Система измерения удельного поверхностного сопротивления резистивных пленок должна
обеспечивать измерение сопротивления установленного резистивного «свидетеля» и
цифровую индикацию сопротивления с точностью 1 Ом (с погрешностью измерения не более
± 1 Ом), и автоматическое отключение (с возможность ручного отключения) магнетронов при
достижении заданного значения сопротивления «свидетеля». Диапазон измерений от 1 Ом до
5 кОм.
Сигналы с датчиков температуры и «свидетеля» должны индицироваться на лицевой панели
шкафа управления с помощью встроенных в шкаф отдельных приборов.
6. Система измерения давления в вакуумной камере дожна быть выполнена на базе
широкодиапазонных вакуумметров с цифровой индикацией типа Мерадат-ВИТ19ИТ1 НПФ
«Новатэк» СПб, серии 999 Quattro TM фирмы MKS и др. Информация об измеренном
давлении выводится на графический дисплей в виде текста или в виде графика давления.
Измерительный прибор должен быть встроен в лицевую панель шкафа управления (ШУ).
7. В вакуумной камере должна быть установлена карусель с приспособлениями для
крепления подложек из ниобата лития 20х15 и 8х15 мм, слюды 60х60 и 60х48 мм, и
поликоровых подложек 60×48 мм; с тумблером включения вращения карусели «ВКЛ-ВЫКЛ»
на лицевой панели ШУ. Скорость вращения карусели, регулиремая - от 6 до 100 об/мин.
8. Магнетронная распылительная система (МСР) должна состоять из двух либо трех
магнетронов и блока питания, коммутируемого на каждый из магнетронов. Мощность блока
питания 5-6 кВт, напряжение холостого хода 600-800 В, ток разряда 5-6 А. Блок питания
МСР разместить в ШУ.
Конструкцией магнетронов должно быть предусмотрена удобная установка и смена
мишеней.
Размеры мишеней по конструкции магнетронов определяет Исполнитель и сообщает
Заказчику.
Поставку мишеней необходимых марок и размеров обеспечивает Заказчик.
9. В вакуумной камере должен быть установлен ионный источник с целью проведения
финишной очистки поверхности подложек от адсорбированных газов, молекул воды и
органических, неорганических загрязнений непосредственно перед нанесением тонких
пленок.
Блок питания ионного источника разместить в ШУ.
Ионный источник должен обеспечивать эффективное удаление загрязнений путем
бомбардировки поверхности подложек ионами аргона.
Требования к устанавливаемой системе ионной очистки:
1) Ионный источник должен быть установлен внутри вакуумной камеры установки таким
образом, чтобы не потребовались конструктивные изменения системы крепления
подложкодержателей.
2) Ионный источник должен быть состыкован таким образом, чтобы была возможность его
использования, как отдельной технологической системы, так и совместно с магнетронной
системой распыления (возмощность ассистирования).
3) Параметры системы ионно-лучевого травления:
- ионный источник с замкнутым дрейфом электронов;
- рабочее напряжение 3 кВ. Ток разряда – регулируемый, до 300 мА;
- плотность ионного тока 1-2 мА/см2;
- рабочий газ – аргон.
Геометрические размеры пучка ионов должны обеспечивать эффективную обработку
поверхности подложек при прохождении подложек через зону ионной обработки. В ионном
источнике должны быть использованы магниты из сплава самарий-кобальт.
4) блок питания ионного источника должен быть размещен в шкафу управления установки.
10. Установка должна иметь систему заслонок магнетронов и ионного источника,
привод вращения заслонок, индикаторы положения заслонок «открыт-закрыт».
11. Установка должна иметь автоматическую 2-канальную систему напуска газов (аргон,
кислород) с цифровой индикацией расхода газа и давления в вакуумной камере с целью
автоматического поддержания давления газа в вакуумной камере установки при ионной
очистке подложек и напылении тонких пленок. Система должна быть состыкована с
вакуумной камерой и встроена в виде отдельного устройства в шкаф управления.
12. На все системы установки должна быть разработана эксплуатационная документация.
Примечания:
1. Вновь устанавливаемые терморегулятор и измерительные приборы должны быть новыми,
зарегистрированы в Госреестре средств измерений РФ и иметь паспорт, техническое
описание, инструкцию по эксплуатации и методику поверки.
2. Вновь установливаемые магнетронная распылительная система с блоком питания, ионный
источник с блоком питания, автоматическая система напуска газов должны быть новыми и
иметь паспорт, техническое описание, инструкцию по эксплуатации.
Прочие требования
1.
Техническое задание считается выполненным при условии надежного
функционирования всех систем установки в течение рабочей смены в соответствии с
требованиями данного ТЗ, стабильности установленных технологических режимов ионной
очистки и напыления в каждом технологическом цикле, соответствия изготовленных плат
техническим требованиям КД.
2. Выполненные работы оформляются двусторонним актом приема-сдачи работ. Оплата
работ проводится по этапам с оговоренным в договоре авансом.
3. Исполнитель передает Заказчику разработанный комплект эксплуатационной
документации на установку и полный комплект эксплуатационной документации на
дополнительно установленные системы:
- измеритель-регулятор температуры с цифровой индикацией;
- измеритель сопротивления тонких пленок с цифровой индикацией;
- измеритель давления с цифровой индикацией;
- автоматическая система напуска газа;
- ионно-лучевой источник с блоком питания;
- магнетронная система рапыления с блоком питания;
а также необходимый ЗИП (в т.ч. датчик температуры – 10 шт., лампы кварцевые – 10
шт.).
4. Гарантийный срок эксплуатации модернизированной установки– не менее 1 года.
5. Срок службы модернизированной установки – не менее 10 лет.
6. Исполнитель производит послегарантийное обслуживание установки по отдельному
договору.
Этапы работ:
I этап - Проведение ревизии установки, проверки работоспособности систем установки.
1. Проверить работоспособность: вакуумной системы, системы нагрева, системы вращения
карусели с подложкодержателями, шкафа управления, датчиков температуры и резистивного
«свидетеля», ручного натекателя, ручной заслонки, вакуумного затвора, подъемника колпака.
Устранить выявленные неисправности (с приобретением необходимых комплектующих).
2. Проверить вакуумную часть установки на герметичность с применением течеискателя,
устранить обнаруженные течи; при необходимости произвести замену вакуумных резиновых
уплотнений и герметизацию вакуумных входов.
3. Подобрать для Заказчика оптимальный вариант замены имеющегося вакуумного откачного
агрегата на современные безмасляные средства откачки.
4. Согласовать с Заказчиком выбранный вариант замены вакуумных насосов.
5. Разработать и согласовать с Заказчиком новую конструкцию вакуумного откачного агрегата
на базе выбранных средств безмасляной откачки.
Приобретение новых вакуумных насосов осуществляет Заказчик.
6. Доработка карусели для крепления подложек из ниобата лития 20х15мм и 8х15 мм, слюды
60х60 мм и 60х48 мм, поликора 60480,5 и 60481 мм (силами Исполнителя и Заказчика).
II этап - Проведение замены старых насосов на новые безмасляные насосы.
Новые вакуумные насосы приобретает Заказчик.
Демонтаж старых и монтаж новых насосов производит Исполнитель совместно с Заказчиком.
Исполнитель производит:
- приобретение
(изготовление)
необходимых
датчиков,
клапанов,
сильфонов,
трубопроводов, переходников и других элементов вакуумной системы;
- состыковку по управлению блоков питания откачных средств и установки;
- сборку и отладку вакуумной системы в составе установки.
III этап – Проведение доработок систем установки.
1. Произвести изготовление нового шкафа управления, доработки и монтаж следующих
измерительных и технологических систем установки:
- измерения, регулирования, индикации температуры подложек;
- измерения, индикации удельного поверхностного сопротивления напыляемых пленок по
«свидетелю»;
- монтаж системы измерения давления в вакуумной камере;
- монтаж автоматической системы напуска газов;
- монтаж магнетронной системы распыления с блоком питания;
- монтаж системы ионной очистки с блоком питания;
- монтаж системы заслонок с приводом вращения, индикаторами положения заслонок.
2. Произвести герметизацию дополнительных вакуумных входов и проверку вакуумной
части установки на герметичность с применением гелиевого течеискателя.
3. Состыковать все системы по питанию. Отладить режимы работы всех систем установки.
4. Запустить установку.
IV этап - Отработка технологии напыления тонких пленок с одновременным обучением
оператора цеха.
1. Получить мишени из ванадия (99,95%), алюминия (99,995%), нихрома NiCr20% (Ni
99,95%), хрома (99,95%).
2. Обучить оператора цеха правилам и методам работы на установке.
3. Отработать технологические режимы процесса ионной очистки подложек совместно с
оператором цеха. Проверить подложки после ионной очистки на смачиваемость
деионизованной водой согласно имеющегося техпроцесса.
4. Отработать технологические режимы процессов напыления проводниковой структуры VAl на подложки из ниобата лития; нихрома (с удельным сопротивлением 50 – 200 Ом/кв.) на
подложки из слюды; хрома (с удельным сопротивлением 200 Ом/кв.) на подложки из слюды;
структуры Cr-Al на подложки из поликора - совместно с обученным оператором цеха.
Напыленный слой тонких пленок должен быть сплошным, плотным, без вздутий и
отслоений.
Достичь значения разброса удельного поверхностного сопротивления пленки по подложке
не более 3% и процента выхода годных на операции напыления не менее 90 %.
5. Разработать маршрутные техпроцессы напыления проводниковой структуры V-Al на
подложки из ниобата лития; нихрома и хрома на слюду; структуры Cr-Al на подложки из
поликора.
Примечания:
1) для отработки технологических режимов ионной очистки подложек и напыления
использовать подложки, забракованные по внешнему виду (сколы по углу, периметру и т.д.);
2) поставку мишеней необходимых марок и размеров обеспечивает Заказчик.
V этап работ - Напыление тонких пленок необходимого номинала на партиях подложек
по отработанным технологическим режимам совместно с оператором цеха.
1. Произвести совместно с обученным оператором цеха на установке напыление V-Al на
годные подложки из ниобата лития в следующих количествах:
БА*697 – 16 шт.;
БА*280 – 16 шт.
Произвести контроль внешнего вида, проверку адгезии напыленного слоя к подложке.
Для проверки качества напыления цех должен изготовить платы:
БА*697 – 16 шт.
БА*280 – 16 шт.
2. Произвести совместно с обученным оператором цеха на установке напыление нихрома и
хрома на годные подложки из слюды с удельным поверхностным сопротивлением:
50 Ом/кв. (нихром) – 16 шт.; 200 Ом/кв. (хром) – 16 шт.
Произвести контроль внешнего вида, проверку адгезии напыленного слоя к подложке.
3. Произвести совместно с обученным оператором цеха на установке напыление структуры
Сr-Al на годные подложки из поликора толщиной 0,5 мм в кол-ве 3 штук для изготовления
«свидетелей».
Произвести контроль внешнего вида, проверку адгезии напыленного слоя к подложке.