SAVANNAH 200 ALD MANUAL DE OPERACIÓN

Precauciones, condiciones normales de uso, recomendaciones, instrucciones

y mantenimiento preventivo.

Depósito de Capas

Atómicas ALD

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En caso de cualquier duda favor de comunicarse a CAMBRIDGE NANOTECH

Teléfono Para marcar desde México: 001 (781) 907-8900

Mail: ALDsupport@ultratech.com, abertuch@ultratech.com

Asesoría solo disponible en inglés

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Contenido Seguridad............................................................................................................................................. 3

Introducción .................................................................................................................................... 3

Seguridad personal .......................................................................................................................... 3

Seguridad contra incendios ............................................................................................................. 3

Seguridad eléctrica .......................................................................................................................... 3

Químicos .......................................................................................................................................... 4

Técnica ALD ......................................................................................................................................... 4

Puesta en Marcha ............................................................................................................................... 4

Botones de control .......................................................................................................................... 5

Área de control de temperatura ..................................................................................................... 8

Preguntas frecuentes .......................................................................................................................... 9

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Seguridad Introducción Favor de leer completamente este manual, en el cual incluyen precauciones, especificaciones del

equipo, instrucciones de uso entre otros.

Asegúrese de que toda la documentación del equipo, incluyendo este manual, se encuentre

disponible para el operador del equipo.

Seguridad personal Antes de ajustar, revisar el equipo, o tocar cualquiera de sus partes, favor de apagar las resistencias

(heaters) y espere hasta que todos los sensores de temperatura, se encuentren a temperatura

ambiente, apague el equipo y desconéctelo, espere hasta que todas las partes se hayan enfriado.

Recuerde liberar presión antes de ajustar o manipular equipos o componentes presurizados, como

los cilindros de gas. No desconecte los cilindros de gas presurizado, solo bajo supervisión de un

técnico.

Favor de leer las hojas de seguridad de los precursores que se encuentren en el equipo (anexos en

este manual), siga las instrucciones de manejo y seguridad.

Para prevenir lesiones, esté alerta de los peligros menos obvios como lo pueden ser superficies

calientes, bordes afilados, partes eléctricas y partes que estén expuestas por razones prácticas.

Seguridad contra incendios No coloque materiales inflamables cerca del equipo o sobre él.

No coloque papel, o ropa cerca del equipo

Las máximas temperaturas soportadas por las válvulas de ALD son de 200°C y no deben elevarse

más allá de esta temperatura

Dentro de la cámara existen dos calentadores, en el centro y en la orilla

La máxima temperatura del centro de la cámara es de 450°C

La temperatura máxima de la orilla de la cámara no deberá sobrepasar los 200°C debido al o-ring

utilizado (material: Viton)

La línea de purga no deberá sobrepasar los 150°C

Las chaquetas de los precursores no deberán sobrepasar los 230° C, sin embargo, precursores

como el Trimetilaluminio y el precursor de agua no requieren chaqueta debido a que es un

material con alta presión de vapor.

Ubique donde se encuentran los paros de emergencia, apagadores del equipo y extintor.

Seguridad eléctrica Para evitar riesgos, por favor apague y desconecte el quipo para conectar o desconectar cualquier

sensor, resistencia o cualquier otro componente.

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No desconecte el equipo cuando se encuentra trabajando con materiales inflamables como lo es

Trimetilauminio

Químicos Favor de leer las hojas de seguridad

Algunos precursores como lo es trimetilaluminio y dietilcinc se encienden al contacto con el aire, a

estos precursores no se les deberá remover la válvula manual.

Debe asegurarse que la válvula manual está cerrada antes de remover el precursor del sistema.

Realice un desgasificado completo del sistema (receta disponible en el PC) antes de remover

cualquier precursor. O si el equipo no se ha utilizado por más de una semana. Utilice equipo de

protección personal.

Técnica ALD Depósito de Capas Atómicas (ALD por sus siglas en inglés) es una técnica que permite el crecimiento

de películas delgadas

Puesta en Marcha Para comenzar a utilizar el equipo:

Encender el equipo ALD

Encender la bomba de vacío

Iniciar el software Savannah ALD

NO INICAR EL PROGRAMA CUANDO EL CABLE USB SE ENCUENTRA DESCONECTADO

Al iniciar el programa se observará lo siguiente.

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Botones de control PROGRAM: Detiene por completo el Programa (para reiniciar, se requiere cerrar

el programa y volverlo a abrir)

Pump/Vent: abre y cierra la válvula de vacío, cuando está ventilado el sistema,

el botón “run” se vuelve gris y no se puede dar clic. Para poder realizar una

corrida es importante que la válvula de vacío esté abierta para

que pueda realizar el vacío correspondiente. En la imagen de la

derecha se puede observar la válvula de vacío, y su LED cuando

se prende color verde claro es que la válvula está abierta,

cuando se torna verde oscuro la válvula está cerrada.

Notas:

Válvula de vacío abierta (verde claro): Está haciendo vacío

Válvula de vacío cerrada (Verde oscuro): Esta venteando el

sistema.

Recuerde que para poder abrir la cámara, debe estar

venteado el equipo, a una presión atmosférica.

Heaters: Enciende o apaga todas las resistencias, sin embargo cuando está encendido, las

temperaturas se le deben indicar dando clic en el cuadro blanco, escribiendo la temperatura

deseada, y dar “enter” en el teclado, así el equipo recibirá la instrucción y comenzará a

calentar (el medidor de temperatura es el recuadro rojo)

Run: Empieza o aborta el proceso de ALD, cuando el depósito se está llevando a cabo todos los

botones (“program”, “pump/vent” y “heaters”) se tornan grises y no se les puede dar clic, para

abortar la corrida de clic en el botón “Run”

Favor de no cerrar el programa cuando se esté realizando el depósito.

Notas

Recuerde elevar todas las temperaturas al inicio, ya que pueden tardar hasta 1 hora para

estabilizarse.

Si en la receta está la instrucción de que encienda las resistencias lo hará una por una dado a que es

un algoritmo lineal, por lo que puede tardar mucho más que si lo hiciera de manera manual,

calentando todas las resistencias.

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Flow rate control:

En este caso muestra el flujo de nitrógeno en Standard Cubic

Centimeters per Minute.

Para modificar el flujo simplemente se da clic en el recuadro blanco

Notas:

Por lo general el flujo para las recetas de Óxido de Aluminio y Óxido de Zinc, son de 20 SCCM

Cuando está realizándose desgasificado completo del sistema, el flujo baja a 5 SCCM

(automáticamente lo baja debido a que viene dentro de las instrucciones de la receta para

desgasificar)

Remainig Cycles: muestra el número de ciclos restantes

Total run time: Muestra el tiempo total transcurrido

Gráfica de presión.

Es este recuadro se muestra la presión de la cámara que está siendo leida por un medidor ubicado

en la línea de purga (un cubo blanco). Cuando se están realizando pulsos de los precursores se

muestra una elevación en la presión. La gráfica puede resetearse con el botón “reset time”.

Además se puede modificar el tiempo que se está observando en la gráfica: “plot 30 sec” pudiendo

observar los pulsos de 10 min etc.

NOTA:

Observe cada determinado

tiempo la gráfica, los pulsos

suelen ser homogeneos, observe

si en el pulso de agua existe

subida de presión, o realice una

prueba antes, el cilindro de agua

es el que se suele terminar más

rápido y la forma de poder

detectar si tiene o no tiene agua,

es observando si altera o no la

presión.

Recuerde que el cilindro de agua, debe ser llenado con 25ml únicamente de agua DEIONIZADA

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Cuando se está realizando una corrida la presión de vacío está en TORR, por lo general es una

presión de 5.2 X10-1 Torr, pudiendo variar, y aumentando solo en los pulsos, pero debe estabilizarse

de nuevo, si la presión es mucho mayor y no le permite realizar una corrida, consulte:

mantenimiento de este manual.

Tabla de secuencia de proceso.

Esta tabla permite cargar o guardar una secuencia de proceso

(recetas). Para poder editarla, se da clic derecho y se seleccióna la

opción

Cargar o guardar una receta:

Clic derecho para que se abra el menú de comandos, de clic en “load

recipe” para cargar una receta o en “save recipe” para guardarla,

automáticamente se abrirá una ventana para que escoja donde

guardar o cargar la receta.

Existen 3 columnas: “Instruction”, “#” y “value”.

“Instruction”: puede seleccionar dando clic derecho y agregando

una instrucción: pulso, espera etc.

“#” va un valor numérico, en este caso depende de que es la

instrucción que se haya generado. Si usted seleccionó “Pulse” cada

precursor tiene un número definido.

Los valores de cada precursor para “#” son:

Agua: 0

Trimetilaluminio: 1

Dietilcinc: 2

Tetrakis(dimethylamido)titanium(iv): 3

NOTA: Estos valores están dados por la posición de los cilindros en el equipo.

Insertar nueva fila : dando clic en el menu en donde dice: “Insert row before” agrega una nueva fila

antes de la que se seleccionó.

Agregar o cambiar una instrucción: de clic en la cela que quiere cambiar la instrucción , borre lo que

se encuentra en ella, después de clic derecho para que aparezca el menú de opciones y seleccione

la opción deseada.

Flujo “Flow/ # value”: Para cambiar el flujo del gas de arrastre, dando clic en el menu dodne dice:

flow, luego agregar en la parte de “value” se indica el nuevo flujo en ccm.

Formar ciclos “Go to/# value”: Con esta opción se puede hacer que regrese a la fila deseada “#”,

por un número determinado de veces “value”.

Calentar las resistencias y/o chaquetas “heaters”: numerados del 6 al 17 en la parte de “#”, después

en “value” se ajusta la temperatura en °C.

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Encender Line ac out: para encender (value=1), para apagar (value=0) esto es para utilizar el ozono.

Pulso “Pulse: abre el precursor indicado en “#” por el tiempo en segundos indicado en “value”,

recordando que los valores admitidos para “value” son: de 0.010 a 10 segundos

Los valores de cada precursor para “#” son:

Agua: 0

Trimetilaluminio: 1

Dietilcinc: 2

Tetrakis(dimethylamido)titanium(iv): 3

Estabilizar las resistencias “stabilize”: solo se debe poner en “#” la resistencia a estabilizar, recuerde

que anteriormente debió haber dado la instrucción de “heater” para que estabilize esa temperatura

dada.

Abrir o cerrar la válvula de vacío “stopvalve”: para cerrar (value=0) para abrir (value=1)

Nota:

Esta opción se utiliza solamente cuando se quiere hacer depósitos en superficies muy rugosas.

Esperar “wait”: espera determinado tiempo (value) en segundos antes de ejecutar la siguiente fila,

por lo general se utiliza después de un pulso para que los excedentes sean arrastrados por el gas

inerte.

Área de control de temperatura En esta sección del programa se pueden manipular como se mencionó anteriormente las

temperaturas, si el recuadro rojo indica “n/a” significa que

la resistencia no está conectada correctamente, o que no

está bien puesta.

Nota: Por lo general cuando dice: n/a en las chaquetas, solo

se deben ajustar, y comenzará a marcar la temperatura,

tome precacuiones, podría estar caliente.

Las temperaturas máximas son limitadas por software

siendo las siguientes (todas en °C):

#6<=200°C #13<=230

#7<=200 #14<=230

#8<=350 #15<=230

#9<=500 #16<=450

#10<=200

#11<=230

#12 <=230

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Preguntas frecuentes La cámara no abre fácilmente ¿Qué debo hacer?

Para que la cámara abra con facilidad es importante que se encuentre a una temperatura de 80° C,

y el equipo se encuentre en el modo “venteo” de lo contrario estaría haciendo vacío y la cámara no

abrirá.

Recuerde que cada determinado tiempo el o-ring de la cámara debe ser reemplazado, debido al

desgaste natural del mismo, puede llegar el momento en que el equipo no realice el vacío necesario

para funcionar.

¿Cada cuánto tiempo se tiene que hacer mantenimiento?

Aproximadamente cada 6 meses, incluyendo el mantenimiento de la bomba de vacío, cambio de o-

ring de la cámara y desorción completa de la sílica en la trampa.

El software marca una presión de 1e-7 ¿cuál es el problema?

Eso suele suceder cuando el USB se desconectó de la computadora, o la computadora se encuentra

muy cerca de la bomba por lo que la conexión no está estable, también suele pasar cuando los cables

se desconectan de la caja.

¿Cuándo el sistema no está en uso se deben apagar todas las resistencias “heaters”?

No, es preferente que se queden encendidos a 80°C, esto ayuda a evitar el diferencial por la

dilatación térmica, y que se descarapele el depósito que está incrustado en las paredes de la línea

de purga.

El equipo marca un error por un excedente de presión ¿Qué procede?

Revise toda las conexiones, podría tener alguna fuga de presión, engrase los o-rings, verifique que

tenga menos de 6 meses el mantenimiento general, de mantenimiento a la bomba de vacío.

Verifique que se encuentran conectados todos los cilindros de los precursores.

Favor de imprimir anexo a este documento las respectivas fichas de seguridad