多腔体磁控溅射系统——模块化集群架构，打造高精度纳米薄膜制备平台

在半导体、新型显示、超导材料及功能氧化物器件的前沿研究中，多层异质结构薄膜与超晶格材料的制备对镀膜设备提出了更高要求：不仅要实现纳米级膜厚控制，还需在超高真空环境下完成多材料、多工艺的无污染切换。传统单腔体设备受限于交叉污染与破真空换样，难以满足复杂多层膜研发需求。多腔体磁控溅射系统（Cluster Sputtering System）采用模块化多腔室集群设计，通过中央传输腔与自动机械臂实现样品在真空环境下的跨腔传递，将衬底预处理、多靶材溅射、原位清洗、退火氧化等工序集成于同一真空互联平台，是科研院所与高科技企业开展先进薄膜材料研究及中试放大的核心装备。

工作原理与系统架构

多腔体磁控溅射系统基于物理气相沉积（PVD）磁控溅射原理：在高真空腔室内充入惰性/反应性气体（如Ar、N₂、O₂），高压电场使气体电离形成等离子体，氩离子轰击阴极靶材表面，将靶材原子溅射出来沉积到加热的衬底上形成薄膜。区别于单腔设备，本系统设置独立的进样腔（Load-Lock）、中央传输腔及多个工艺腔室：

• 样品经由Load-Lock腔预抽真空后进入中央传输腔；

   

• 六轴或SCARA机械臂将样品按工艺配方自动送入指定工艺腔；

   

• 各工艺腔可分别配置直流/脉冲直流/射频（RF）/高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）电源及不同材质靶材；

   

• 样品全程不暴露于大气，杜绝水汽氧气污染，保障界面纯净度。

   

  

   

北京德仪天力多腔体磁控溅射系统核心特点

北京德仪天力科技推出的DE3000/DE5000系列多腔体磁控溅射系统，针对科研探索、中试及小批量生产需求深度定制，主要特点如下：

🔹 模块化多腔室集成

支持配置2～6个以上独立工艺腔，可分别承担金属溅射、氧化物/氮化物反应溅射、电子束蒸发、ALD、离子束清洗或原位氧化等工艺，各腔独立抽真空，避免不同材料交叉污染。

🔹 超高真空性能

工艺腔极限真空度可达优于5×10⁻⁸ Torr（≈6.7×10⁻⁶ Pa），配备分子泵+机械泵+低温捕集（可选），残余气体本底极低，适合制备高纯度金属及敏感氧化物薄膜。

🔹 多靶兼容与高精度控厚

单腔可配置2″/3″/4″磁控溅射靶（最多可达6～12个靶位），兼容DC/RF/脉冲电源；基片可旋转、加偏压、加热（最高600℃～900℃可选），膜厚均匀性优于±3%（6英寸范围内），最小可控膜层厚度可达亚纳米级。

🔹 Load-Lock快速进样与全自动传输

标配真空锁进样室与全自动样品传递机械臂，换样无需破工艺腔真空，大幅缩短实验周期，提高工艺重复性；可选配EFEM（设备前端模块）适配洁净间环境。

🔹 智能PLC+PC控制

全流程触摸屏/工控机操作，支持多组工艺配方存储、参数自动记录与追溯，具备互锁保护、故障报警及远程诊断功能，降低操作门槛。

🔹 广泛材料适应性

可沉积各类金属（Au、Ag、Cu、Al、Ti、Pt、Nb、Ta等）、半导体（ZnO、IGZO等）、介质/氧化物（SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、HfO₂等）、氮化物（Si₃N₄、AlN等）及合金膜（通过共溅射调控组分）。

典型应用领域

为什么选择德仪天力？

北京德仪天力科技发展有限公司专注PVD薄膜沉积设备研发与制造，拥有完整的磁控溅射、电子束蒸发及热蒸发产品线。多腔体磁控溅射系统提供从方案设计、腔体布局规划、靶材配置到安装调试、工艺培训的交钥匙服务，并可按用户具体工艺需求（基片尺寸2″～12″、特殊气氛反应溅射、原位表征接口等）进行非标定制。

以精密制造赋能材料创新——德仪天力多腔体磁控溅射系统，助您在多组分纳米薄膜与量子功能器件的探索之路上，稳筑每一步成膜基石。