Сроки изготовления: 2024 — н.в. (в настоящее время наша компания занимается реализацией второго этапа)
Актуальность
В последние годы кластерные вакуумные установки уверенно занимают ключевые позиции в сфере микро- и наноэлектроники, оптоэлектроники и приборостроения. Их популярность обусловлена сочетанием модульности, автоматизации и высокой технологической гибкости. Компания «АкадемВак» не только поставляет отдельные вакуумные камеры и комплектующие, но и разрабатывает промышленные модули и комплексные кластерные системы, предназначенные для прецизионной обработки и нанесения покрытий.
Кластерная установка представляет собой интегрированный вакуумный комплекс, объединяющий несколько технологических модулей, например, магнетронного осаждения, плазмохимического травления и плазмохимического осаждения. Все модули связаны через центральную транспортную камеру, обеспечивающую передачу подложек без нарушения герметичности. Такой подход исключает загрязнение образцов, оптимизирует использование производственных площадей и снижает затраты на содержание чистых помещений.
Преимущества кластерных установок
Главным преимуществом кластерных установок является непрерывность технологического процесса от очистки и до формирования многослойных покрытий без выхода образца в атмосферу. Это обеспечивает высокое качество, воспроизводимость и стабильность параметров наносимых пленок, что особенно важно при производстве микрочипов, сенсоров, оптических элементов и функциональных наноструктур.
Кроме того, кластерная архитектура отличается гибкостью: система может быть дооснащена аналитическими модулями для контроля характеристик осажденных слоев и процесса травления, а также переналажена под конкретные технологические задачи. Такая адаптивность делает кластерные установки инструментом будущего для предприятий, стремящихся к повышению производительности и быстрой реакции на изменения рынка.
Актуальность развития и внедрения кластерных установок сегодня определяется потребностью в миниатюризации устройств, ростом требований к качеству и чистоте технологических процессов, а также стремлением к энергоэффективности и снижению производственных издержек. Именно поэтому исследования и разработка подобных систем становятся стратегическим направлением развития современной высокотехнологичной промышленности.
Цель
Компания «АкадемВак» получила заказ на разработку и внедрение кластерной установки для осаждения покрытий, применяемых в микроэлектронике. Заказчик выразил желание получить установку, аналогичную оборудованию от компании Oxford Instruments, включающую модули для плазмохимического осаждения, плазмохимического травления, магнетронного распыления, а также загрузочный и транспортные шлюзы.
В ходе выполнения проекта была проведена тщательная аналитика существующих решений и технологий, а также определены ключевые требования к установке.
Задачи
Для реализации требований были поставлены следующие задачи:
Постановка ТЗ
Проектно-плановый отдел разработал подробное техническое задание на все этапы работы. Были проведены анализ требований заказчика, определение функциональных возможностей системы и выбор оптимальных решений. Осуществлен подбор всех необходимых компонентов и оборудования. Утвержден список основного поставляемого оборудования с учетом технических характеристик и требований заказчика.
Проектирование и 3D-моделирование
Сотрудники конструкторского отдела спроектировали и разработали компоненты всех процессных модулей. Было проведено 3D-моделирование для визуализации конструкции и проверки соответствия разработанных решений требованиям заказчика. Все разработанные компоненты прошли утверждение у заказчика.
Производство компонентов и комплектующих
На этом этапе была проведена закупка и подготовка сложного технологического оборудования, включающего контрольно-измерительные приборы, источники питания и вспомогательные устройства. Подбор оборудования осуществлялся с учетом накопленного опыта специалистов компании «АкадемВак», что позволило снизить технологические риски и обеспечить высокое качество компонентов.
Все поступающие элементы проходили тщательный входной контроль, направленный на проверку их соответствия техническим требованиям и заявленным характеристикам.
Сборка модулей и настройка ПО и интерфейса
В специализированном помещении была произведена сборка модулей кластерной установки. Проведена наладка и настройка программного обеспечения и интерфейса для обеспечения корректной работы системы. Осуществлена постановка и отработка технологий для каждого типа модулей. Проведено тестирование всех систем и компонентов для подтверждения их работоспособности и соответствия требованиям заказчика.
Подготовка технической документации на оборудование
Технические писатели и инженеры-конструкторы подготовили комплекты конструкторской документации, руководства по эксплуатации и паспорта на оборудование. Вся документация была собрана в пакет сдаточной документации, который был передан заказчику вместе с оборудованием в бумажном и цифровом виде.
Документы содержали все необходимые сведения для установки, эксплуатации и обслуживания оборудования.
Доставка оборудования к заказчику
Отдел логистики разработал план доставки, погрузки и разгрузки оборудования до заказчика. Проведена координация транспортных компаний и контроль за выполнением логистических операций. Оборудование было доставлено в оговоренные сроки.
Монтаж и пусконаладочные работы
Все монтажные и пусконаладочные работы были выполнены сотрудниками «АкадемВак». В помещении заказчика осуществлена окончательная сборка и наладка оборудования. Проведен запуск и демонстрация работы системы для подтверждения соответствия техническим требованиям.
Все выявленные в процессе наладки несоответствия были оперативно устранены.
Обучение сотрудников заказчика работе с оборудованием
Финальным этапом работы стало обучение будущих операторов установки. Наш представитель наглядно продемонстрировал управление модулями, объяснил назначение приборов и отработал алгоритмы штатной работы. Обучение включало более подробное ознакомление с инструкциями по эксплуатации. По завершении обучения операторы самостоятельно провели цикл осаждения покрытия без ошибок. Представитель «АкадемВак» провел оценку работы и подтвердил готовность операторов к эксплуатации оборудования.
Этапы решения задач
Для оптимизации финансовой нагрузки на предприятие и обеспечения поэтапного ввода оборудования в эксплуатацию, проект был разделен на три последовательных этапа.
1-й этап: Реализация и ввод в эксплуатацию
На первом этапе были поставлены процессные модули от кластерной установки. Эти модули являются полноценными самостоятельными установками, оснащенными собственными системами управления и вспомогательным оборудованием. Они предназначены для выполнения определенных технологических операций и могут функционировать независимо от остальной системы.
Основные задачи первого этапа:
- Установка и ввод в эксплуатацию процессных модулей
- Настройка и проверка систем управления каждого модуля
- Обеспечение бесперебойной работы вспомогательного оборудования
- Проведение тестовых запусков для проверки работоспособности и соответствия техническим требованиям
Результаты этапа:
- Первый этап проекта был завершен в установленные сроки. Заказчик получил современное оборудование, обеспечивающее высокое качество осаждаемых покрытий и значительно повышающее эффективность производственных процессов в области микроэлектроники. Все выполненные работы прошли необходимые испытания и были успешно введены в эксплуатацию.
2-й этап: Интеграция и оптимизация
- На втором этапе были закуплены транспортный модуль и общая система управления. Транспортный модуль предназначен для перемещения обрабатываемых пластин между технологическими модулями. Общая система управления обеспечивает координацию работы всех компонентов оборудования и оптимизацию производственных процессов.
Основные задачи второго этапа:
- Интеграция транспортного модуля в кластерную установку
- Настройка системы управления для обеспечения взаимодействия всех компонентов
- Тестирование и оптимизация работы транспортного модуля и системы управления
- Обеспечение надежной и безопасной транспортировки пластин
Результаты этапа:
- На данный момент второй этап проекта находится в активной фазе. Основные задачи по интеграции и оптимизации системы выполняются согласно утвержденному плану.
3-й этап: Расширение возможностей и контроль качества
На третьем этапе будет осуществлена поставка загрузочного шлюза. Также предусмотрена возможность дооснащения модуля плазмохимического осаждения устройством с ёмкостно-связанной плазмой, а также аналитическим оборудованием и вспомогательными модулями пробоподготовки.
Основные задачи третьего этапа:
- Установка и настройка загрузочного шлюза.
- Интеграция устройства с ёмкостно-связанной плазмой в модуль плазмохимического осаждения.
- Введение в эксплуатацию аналитического оборудования для контроля качества пластин.
- Установка и настройка вспомогательных модулей пробоподготовки.
- Проведение комплексных испытаний для проверки работы всех компонентов на этапе интеграции.
Результаты этапа:
- Третий этап проекта направлен на дальнейшее расширение функциональности системы и обеспечение высокого уровня контроля качества. Планируется установка и настройка всех необходимых компонентов, проведение комплексных испытаний и ввод в эксплуатацию аналитического оборудования. Выполнение задач третьего этапа позволит повысить общую производительность системы и обеспечить соответствие современным стандартам качества.
Конфигурация конечной кластерной установки
- Модуль магнетронного напыления
- Модуль плазмохимического осаждения
- Модуль плазмохимического травления
- Транспортный модуль с манипулятором типа робот
- Загрузочный шлюз для поштучной загрузки
Каждый технологический модуль включает в себя:
- Вакуумную камеру
- Систему откачки
- Систему контроля давления
- Систему подачи технологических газов
- Технологические устройства
- Систему охлаждения замкнутого цикла
- Стойку управления
- Корпус со съемными декоративными панелями
- Аналитическое оборудование
Узнать более подробные характеристики каждого модуля вы сможете в нашем каталоге:
- модуль плазмохимического осаждения ACADEMVAC PECVD
- модуль магнетронного напыления ACADEMVAC PVD
- модуль плазмохимического травления ACADEMVAC PEP
Особенности проекта
- Каждый модуль кластера можно использовать как отдельную систему, что позволяет поэтапно расширять кластерную установку, приобретая дополнительные модули по мере необходимости. Заказчик может выбрать любой порядок установки модулей
- Модули можно дооснащать, добавляя новые функциональные возможности. Например, модуль ACADEMVAC PECVD CCP можно дооснастить до модуля ACADEMVAC PECVD ICP CCP, а модуль ACADEMVAC PVD — до ACADEMVAC PECVD ICP, заменив верхнюю крышку
- Кластер также может быть дооснащен различными аналитическими системами, такими как лазерный интерферометр, эллипсометр, кварцевый датчик и спектрометр
- Поддерживаются разные способы загрузки пластин: от ручного до использования SMIF-контейнеров
- Газовый душ, разработанный с применением математической модели, демонстрирует однородное распределение газовых потоков
- Оба электрода изолированы друг от друга с помощью керамического уплотнения, что позволяет подавать на них независимые потенциалы
- Кластер может быть интегрирован в чистую комнату
Наши возможности
Наша компания осуществляет следующие виды работ без привлечения внешних подрядчиков:
- Подготовка технической документации (ТД), проектной документации (ПД) и конструкторской документации (КД)
- Создание программного обеспечения и пользовательского интерфейса
- Сборка и отладка вакуумных установок
Для выполнения отдельных задач мы сотрудничаем с проверенными контрагентами:
- Металлообработка (фрезерные и токарные работы, сварка, пайка, гибка и резка)
- Обработка керамики
- Окрашивание изделий
Такое распределение задач позволяет нам обеспечивать высокое качество продукции и соблюдение установленных сроков. Мы уделяем особое внимание контролю качества на всех этапах производства.