Инструменты для выращивания наноструктур
и исследовательских целей — анонсировала выпуск новых нанотехнологических устройств
Основные изделия от Beneq включают ряд исследовательских приборов и технологическое
оборудование для разработанных фирмой процессов nHALO (nanosize Hot Aerosol
Layering Operation — нанесение нанопокрытий горячим аэрозолем), nAERO
(для нанесения на стекло низкоэмиссионных и прозрачных проводящих оксидных
покрытий — TCO, Transparent Conducting Oxide) и технологии осаждения атомного
слоя (ALD, Atomic Layer Deposition).
В процессе nAERO капли субмикронного размера прямо осаждаются на горяее
стекло и формируют равномерную пленку, причем процесс можно адаптировать
к скорости транспортировки стекла на флоат-линии и на линиях для последующей
обработки стекла.
Технология ALD — это метод нанесения на подложки различного типа тонкопленочных
покрытий для изготовления точных сплошных конформных покрытий слоями толщиной,
сравнимой с размерами атома.
Системы Beneq ALD Thin Film спроектированы для осаждения тонких пленок
оксидов, нитридов и сульфидов на металлы, полимеры и биосовместимые материалы.
Технология ALD применяется в оптике, трибологии, для пассивации и нанесения
первичных высокоточных тонкопленочных слоев для получения изделий с плоскими
или сложными трехмерными наноструктурами.
В течение этого года Beneq запустил в производство новые установки для
нанесения ALD-покрытий TFS 200 (планарная технология) и ее разновидности
TFS 200R для нанесения покрытий на рулонные материалы (Roll-to-Roll ALD).
Обе установки пригодны для научно-исследовательских работ и для коммерческого
применения для изготовления малых партий и единичных изделий с уникальными
свойствами. Оба устройства предназначены для выращивания наноструктур
с более сложной конфигурацией, чем послойное сплошное осаждение.
Управление установками – от встроенной системы ЧПУ и внешнего ПК, который
выступает в роли накопителя данных об эксперименте, задания программ работы
и обслуживания.
Установка TFS 200 (см. рис 1.) предназначена для нанесения тонкопленочных
конформных слоев без дефектов, называемых pinhole (прокол, микроканал,
поpa), на подложки из различных материалов. Исследователям предоставляется
возможность использовать до 15 источников различных реагентов (8 источников
газообразных, 3 – жидких и 4 – горячих реактивов) и обеспечение температуры
реакции до 500°C.
У TFS 200 также имеется блок для прямой и удаленной вспомогательной плазменной
обработки и герметичный (вакуумный) защитный стол с перчатками для оператора
для работы с чувствительными к воздуху подложками и реагентами.
Отделяемая реакционная камера может быть снята сразу после процесса осаждения,
а другая, чистая камера может быть установлена для продолжения экспериментов
сразу же без необходимости переналадки установки. Это позволяет организовать
практически непрерывный процесс и обслуживать сразу несколько заказчиков
в день.
Установка TFS 200 совместима с требованиями Класс 100 (ISO 5) по чистоте
помещения и дружественна к пользователю. Можно заранее задавать очередность
и безопасную смену реагентов-прекурсоров в виде газовых смесей, жидкостей
и даже использовать нелетучих твердых прекурсоров.
Рис. 1. Общий вид установки TFS 200
Рис. 2. Система нагрева, гидро- и пневмосистемы установки TFS 200 компактно размещены в станине
Устройство управления с легким для применения языком программирования
позволяет полностью контролировать установку как в рабочем режиме, так
и в режиме обслуживания и переналадки. Система позволяет легко прочищать,
промывать а затем удалять влагу как из источников реагентов, так и из
рабочей камеры.
Установка очень подходит для проведения исследований при разработке технологий
непрерывного ALD-процесса на рулонных материалах (Roll-to-Roll ALD), который
в последнее время вызывает особый интерес для нанесения влагозащитных
покрытий на гибкую электронику и для создания оксидных и других покрытий
на пленочных материалах (от фотоэлектрических до светозащитных слоев со
спектральной избирательностью), наклеиваемых на стекло (или между двумя
листами стекла) для получения ламинированного стекла с особыми свойствами.
Самая первая установка TFS 200R поступила в Технологическую лабораторию
перспективных поверхностных покрытий (Advanced Surface Technology Laboratory,
ASTRaL) Технологического университета Лапландии (Lappeenranta University
of Technology, LUT) в Финляндии, где она служит в качестве исследовательского
инструмента для изучения и поиска нанотехнологических решений для покрытий
для бумагоделательной отрасли.
Рис. 3. Схема ALD-процесса в TFS 200
Рис. 4. Схема реакции осаждения Al2O3 при ALD-процессе в TFS 200 и TFS 200R
Проф. Дэвид Камерон (David Cameron) из LUT сказал, что: «высокий уровень
гибкости конфигурации и настроек этого нового инструмента позволит нам
значительно ускорить разрешение проблем, возникающих при разработке технологий
покрытий на различные рулонные материалы». Исполнительный директор Beneq
г-н Сампо Ахонен (Sampo Ahonen) продолжил: «Наш новый исследовательский
прибор ускорит разработку технологий и оборудования для крупносерийного
промышленного производства рулонных материалов различного назначения с
нанопокрытиями».
Цель проводимых в ASTRaL исследований с помощью TFS 200R – интеграция
технологии нанесения атомарных слоев для применения в бумажной промышленности.
Работы проводятся в кооперации с компаниями по выпуску специальной бумаги
и упаковочных материалов Stora-Enso и UPM Raflatac с участием компании
Savcor по производству материалов с покрытиями. Поддержку исследований
осуществляет ЕС через TEKES, финское фондовое агентство технологий и инноваций.
Ранее Beneq и Planar Systems (Сша и Финляндия) заключили соглашение по
разработке и внедрению совместного бизнеса в Финляндии, по которому Beneq
обслуживает подразделение по ALD-покрытиям и оборудованию фирмы Planar.
Сама Planar имеет богатый опыт по промышленным ALD-покрытиям. Компания
Planar использует ALD-технику с момента ее разработки. Опираясь на собственное
производственное ноу-хау в этой области, Planar создал свыше 50 ALD-устройств
как для производства, так и для научных исследований.
Вдобавок к своему основному производству (дисплеи и экраны) Planar также
предлагает на рынок ALD-оборудование вместе с обслуживанием новейшего
уникального оборудования для нанесения тонкопленочных покрытий и имеет
мощную команду в области ALD-технологий. Как часть соглашения между Planar
и Beneq, последней были переданы лицензии на использование патентов в
области ALD. После такого «интеллектуального» слияния, Beneq будет обслуживать
имеющихся и новых заказчиков ALD-оборудования и самой Beneq, и Planar,
попутно проводя работу по изучению параметров для повышения точности,
надежности и повышения ресурса оборудования. Это соглашение выводит Beneq
на уровень мирового лидера в обеспечении средств изучения и производства
высокоточных и особо конформных покрытий атомарных слоев на материалах
для стекольной и полупроводниковой промышленности.
Фирма Beneq за последнее время усилила свои позиции поставщика оборудования
для стекольной индустрии в рамках программы «Внедрение настоящих нанотехнологий
в стекольную промышленность» (Real Nanotechnology to the Glass Industry)
и анонсировала далеко идущий совместный исследовательский проект и сотрудничество
с AGC Flat Glass Europe (Бельгия) с использованием другой нанотехнологии
от Beneq по нанесению покрытий на стекло, nHALO.
Рис. 5. Микростолбики, вытравленные с помощью процесса осаждения с помощью индуктивно удерживаемой плазмы и травления отрицательными ионами (ICP–RIE, Inductively Coupled Plasma – Reactive Ion Etching) и нанесения маски для травления из Al2O3 по ALD-технологии.
Диаметр столбиков и расстояние между ними – около 2 мкм
Собственность Beneq, технология nHALO и ее применение были разработаны
для производства функциональных специальных поверхностей на стекле. При
этой технологии возможен синтез, осаждение и/или диффузия наночастиц из
разных материалов на поверхность стекла.
Уникальная технология нанесения покрытий и оборудование от Beneq в сочетании
с огромными производственными возможностями AGC Flat Glass Europe в области
производства листового стекла и ноу-хау по использованию листового стекла
с особыми свойствами позволят быстро провести процесс коммерциализации
технологии nHALO. Коммерциализация nHALO охватит широкий диапазон изделий
со спецпокрытиями, которые будут немедленно и массово выведены на рынки.
«Сотрудничество с AGC Flat Glass Europe, крупнейшего в Европе производителя
строительного листового и флоат-стекла, это значительный шаг Beneq по
дальнейшему распространению нанотехнологий для покрытий на стекле. Ресурсы
и ноу-хау AGC Flat Glass Europe дают Beneq ценную информацию о нуждах
промышленности и придадут новый импульс по промышленному внедрению нанотехнологий
и оборудования nHALO», – так оценил это событие исполнительный директор
Beneq г-н Сампо Ахонен.
По информации Beneq Oy, Финляндия
