NIANIA
NIA
Engineering
Научно-производственное объединение
вакуумно-плазменного оборудования ·
Санкт-Петербург · с 2016
Магнетронное напыление
Алексей Говоров

технический директор НИА Инжиниринг, к.т.н.

Собственное производство — 3 площадки;
сборка в России, полный цикл.
Алексей Говоров, технический директор НИА Инжиниринг
Что определяет
установку
Что уже
строили
Что заложить
в ТЗ
Обсудить
задачу
Обсудить задачуИли пришлём черновик ТЗ на установку напыления под вашу задачу — пригодится, даже если строить будете не с нами.
«Гурами» — с нуля, «Тетрадон» — модернизация;
расчёт равномерности в своём ПО.
«Тетрадон» · магнетронное напыление·«Гурами» · катоды Na-ion·«Этна-100» · плазмохимическое травление·ИТЭР · инженерная поддержка диагностики·Офис в Китае · входной контроль·
Установки напыления

Установки магнетронного напыления под ваш процесс

Проектируем, строим и модернизируем под ваш материал, число слоёв и формат подложки. Равномерность считаем до изготовления — и проверяем измерением на приёмке.

«Гурами» — с нуля, «Тетрадон» — модернизация«Гурами» — с нуля, «Тетрадон» — модернизацияМоделирование осаждения в своём ПО с 2021Моделирование осаждения в своём ПО с 2021Работаем с установками любого изготовителяРаботаем с установками любого изготовителя
Что определяет установку

Установку определяет не мощность магнетрона, а состав, равномерность и повторяемость

Пять параметров задают всю конструкцию: от числа источников до логики АСУ. Пройдите по своей задаче — рядом с каждым написано, что именно он определяет в конструкции.

01
Материал и состав плёнки.Что уточнить: чистый металл или реактивный процесс с кислородом и азотом, сколько слоёв в стеке.Определяет число источников, схему газонапуска и необходимость контроля состава среды в процессе.
02
Равномерность по подложке.Что уточнить: допуск в процентах и на какой площади он должен держаться.Определяет геометрию «источник — подложка», наклон магнетронов, экраны и параметры вращения.
03
Повторяемость от партии к партии.Что уточнить: должен ли режим повторяться другой сменой без участия технолога.Определяет глубину автоматизации: рецепт в программе, измерение толщины in-situ, журнал параметров.
04
Формат и размер подложки.Что уточнить: габарит, вес, температурный предел, нужно ли двустороннее нанесение.Определяет объём камеры, конструкцию держателя, нагрев и схему загрузки.
05
Производительность.Что уточнить: сколько подложек нужно в смену и допустима ли остановка на перезагрузку.Определяет число позиций, наличие шлюза и то, останется установка лабораторной или пойдёт в серию.
С нуля или модернизация

Строим новую установку — или доводим ту, что уже стоит в цехе

Обе работы мы делаем в одинаковом объёме, и выбор между ними — не вопрос бюджета, а вопрос того, идёт ли на существующей установке ваш процесс хотя бы принципиально.

С нуляПроцесса нет ни на одной серийной машинеТехнические требования, расчёт геометрии и режима, конструкция камеры и держателя, изготовление, сборка, АСУ, пусконаладка; по запросу — вывод процесса до параметров плёнки.Так собрана «Гурами» — установка под катоды натрий-ионных аккумуляторов: терморезистивное и магнетронное напыление, двустороннее нанесение, кварцевый контроль толщины.
МодернизацияУстановка есть, но процесс не держит параметрыДиагностика по факту, замена откачки и изношенных узлов, газонапуск, контроль состава среды и толщины, новый держатель, единая АСУ ТП вместо ручного набора режима.Так модернизирован «Тетрадон», где не было высоковакуумной откачки и автоматики: поставили откачку, добавили двухканальный газонапуск и масс-спектрометр, держатель 1–16 подложек, создали АСУ ТП.
Как выбрать между новой и модернизациейСмотрите на камеру и геометрию, а не на год выпуска.Если объём камеры и расстояние «источник — подложка» позволяют получить нужную равномерность, установку почти всегда дешевле дооснастить. Если геометрия под ваш формат не подходит — дооснащение не поможет, нужна новая. Этот критерий работает и без нас — его удобно переслать коллеге.
Инженерная позиция

Класс процесса вы уже выбрали — дальше решает метод.

Магнетронное напыление умеют почти все, кто делает вакуумное оборудование. Разница в том, считают ли равномерность и режим до изготовления — или подбирают их потом, на вашей установке и за ваше время. Поэтому дальше мы показываем метод, а не список компетенций.

Говоров Алексейтехнический директор · к. т. н. · инженерные разработки и АСУ ТП
Метод

Равномерность считаем до изготовления, а не подбираем на вашей установке

С 2021 года распределение толщины покрытия мы моделируем в собственном ПО: для заданной геометрии камеры, наклона источников и параметров вращения получаем профиль толщины по подложке. Геометрию подбираем расчётом, а на установке проверяем результат — а не наоборот.

Расчёт проверяем измерением: на приёмке сравниваем расчётный профиль толщины с измеренным по методике, согласованной с заказчиком. Это проверяется приборами и одинаково защищает обе стороны.

Образец расчёта · равномерность по подложкеиллюстративно, не ваши данные
Состав установки

Из чего собирается установка напыления

Пять узлов, которые определяют результат. Наведите строку — слева покажем, за что этот узел отвечает.

Инженерная позиция

Дальше уместный вопрос — «а такое вы уже строили?».

Ниже — состав работ по трём проектам из разных областей: фотоэлементы, аккумуляторы, оптика. Без выдуманных исходов и чужих рецептов: только то, что делали своими руками.

Говоров Алексейтехнический директор · к. т. н. · инженерные разработки и АСУ ТП
Что уже делали

Три проекта напыления в трёх разных областях

Класс процесса один, задачи разные — сверьте состав работ со своей задачей.

Модернизация · фотоэлементы«Тетрадон»Лабораторная установка магнетронного напыления (Сколтех): поставили высоковакуумную откачку, добавили двухканальный газонапуск и контроль состава среды на масс-спектрометре, держатель 1–16 подложек, свели управление в единую АСУ ТП.
С нуля · натрий-ионные аккумуляторы«Гурами»Установка под катоды Na-ion: терморезистивное и магнетронное напыление в одной камере, двустороннее нанесение, кварцевый контроль толщины — разработка, изготовление и пусконаладка.
НИОКР · оптикаАтермальные покрытияНИОКР: анализ материалов-кандидатов, расчёт параметров плёнок, напыление и характеризация образцов, предложение состава и структуры многослойного покрытия.
Чек-лист ТЗ

Что заложить в ТЗ на установку напыления

Семь пунктов, из которых складывается полноценное ТЗ. Если они прописаны, вы получите сравнимые предложения от разных подрядчиков — включая нас.

01Материал плёнки и состав стека — какие слои, в каком порядке, какая толщина каждого
02Допуск равномерности — в процентах и на какой площади подложки он держится
03Формат подложки — габарит, вес, температурный предел, нужна ли двусторонняя обработка
04Базовый вакуум и рабочее давление — а также предельно допустимое натекание
05Производительность — подложек в смену, время цикла, допустимая остановка на перезагрузку
06Контроль в процессе — что измеряется in-situ и какие параметры пишутся в журнал
07Критерий приёмки — не «установка смонтирована», а параметры плёнки на трёх запусках подряд
Черновик ТЗПришлём черновик ТЗ на установку напыления под вашу задачу.Составляем его индивидуально для каждой установки: разделы, формулировки допусков и критерий приёмки. Пригодится, даже если строить будете не с нами: по нему удобно сравнивать предложения. Рецепт процесса раскрывать не нужно. Запросить образец ТЗ→
Производство и приёмка

Изготавливаем и принимаем по параметрам плёнки, а не по факту сборки

Механика, вакуумные узлы и сборка — собственное производство в России, три площадки в Петербурге и области. Электроника и комплектующие — проверенные позиции из Европы и Азии; офис в Китае даёт входной контроль партии до отгрузки.

Приёмку предлагаем вести по параметрам плёнки: не «установка смонтирована», а «профиль толщины в допуске». После сдачи остаёмся: регламент ТО, расходные материалы, ремонт и постгарантийная поддержка — независимо от того, кто установку построил.

Вопрос–ответ

Частые вопросы про установки напыления

Строите под конкретный материал или универсальную установку?
Под материал и стек. Универсальная установка проигрывает по равномерности и повторяемости: геометрия, число источников и схема газонапуска считаются под ваш процесс. При необходимости закладываем запас под соседние материалы.
Какую равномерность реально получить?
Зависит от формата подложки и геометрии камеры. Мы не называем цифру до расчёта: считаем профиль для вашей геометрии и только потом фиксируем допуск в договоре — вместе с методикой проверки на приёмке.
Можно модернизировать чужую установку напыления?
Да, в том числе снятую с поддержки и без полной документации. Начинаем с диагностики: обмеряем узлы, снимаем схему управления, фиксируем режимы — и только потом предлагаем объём работ.
Нужен ли вам наш рецепт процесса?
Нет. Для проектирования достаточно материала, состава стека, допусков и формата подложки. Рецепт остаётся у вас; технологические решения одного заказчика не уходит в проект другого.
Какой вакуум обеспечиваете?
Высокий вакуум — базовое давление ≤1·10⁻³ Па, этого достаточно для магнетронного напыления и реактивных процессов. Сверхвысокий вакуум для этого класса установок не требуется.
Работаете по 44-ФЗ и 223-ФЗ, готовы под NDA?
Да. Готовим техническую часть, спецификации и обоснования, участвуем в процедурах. Присланные материалы не публикуем; обсуждение возможно под соглашением о конфиденциальности до начала работ.
Как работаем

От описания задачи до выведенного процесса

Расчёт идёт раньше изготовления — поэтому геометрию не приходится переделывать по факту.

01Описание задачи: материал, стек, формат подложки, допуски — отвечает инженер направления
02Расчёт равномерности и режима, выбор геометрии — 1–2 недели
03Технические требования и критерий приёмки — формулируем вместе
04Изготовление узлов и подбор комплектующих — своё производство плюс поставка
05Сборка, вакуумные испытания, наладка АСУ
06Пусконаладка у вас и вывод процесса до критерия приёмки
07Регламент ТО, расходные материалы и постгарантийная поддержка

Порядок сроков зависит от задачи и уточняется после расчёта.

Смежные направления

Если процесс другой

Инженерная позиция

Начать можно без ТЗ — достаточно материала, формата подложки и допуска.

Этих трёх параметров хватает, чтобы посчитать геометрию и сказать, нужна новая установка или дооснащение существующей. Дальше вопросы задаём мы — и возвращаемся с решением и сроком.

Говоров Алексейтехнический директор · к. т. н. · инженерные разработки и АСУ ТП
Обсудить задачу

Вернёмся с решением и сроком

Отвечает Алексей Говоров, технический директор и инженер профильного направления: оценка работ, срок и, если нужно, подбор оборудования. ТЗ не обязательно, присланное не публикуем.

Скачать образец ТЗ
Работаем по 44-ФЗ и 223-ФЗ · готовы обсуждать под NDA
Запрос

Опишите процесс — посчитаем и вернёмся с решением

ТЗ не обязательно. Достаточно описания того, что за установка, что не так и что нужно получить.

Стадия:идеяесть ТЗфинансированиетендер
Организация:производствоНИИ · вузоптикамикроэлектроникаэнергетика
Присланное не публикуем. Готовы обсуждать под NDA.

Отвечает инженер профильного направления. Присланное не публикуем.

NIAглавная
РУ
Модернизируем, разрабатываем и сопровождаем вакуумно-плазменные установки под процесс заказчика.
Подбираем и поставляем из Европы и Азии, в том числе аналоги недоступных узлов. Сервис в России.
Научно-производственное объединение, Санкт-Петербург, с 2016 года.
Презентация PDF