Case Study: Overhaul of Integrated DC/RF Sputtering and Glove Box System at a Laboratory - 한 연구실의 DC/RF 스퍼터링 및 글러브 박스 연동 시스템 오버홀 사례 연구

1. Introduction

1. 서론

Integrated systems combining sputtering deposition chambers with glove boxes are crucial for research involving air-sensitive materials. Dawoovac recently undertook a repair and overhaul project for such a complex system at a laboratory, comprising interconnected DC Sputtering, Glove Box, and RF Sputtering units. Maintaining the performance and reliability of these integrated systems requires specialized expertise. This case study details the overhaul process performed by Dawoovac.

스퍼터링 증착 챔버와 글러브 박스를 결합한 연동 시스템은 공기에 민감한 재료를 다루는 연구에 필수적입니다. 다우백은 최근 한 연구실에 설치된 DC 스퍼터링, 글러브 박스, RF 스퍼터링 유닛이 상호 연결된 복합 시스템에 대한 수리 및 오버홀 프로젝트를 수행했습니다. 이러한 연동 시스템의 성능과 신뢰성을 유지하기 위해서는 전문적인 기술력이 요구됩니다. 본 사례 연구는 다우백이 수행한 오버홀 과정을 상세히 설명합니다.

2. System Overview and Initial State

2. 시스템 개요 및 초기 상태

The system consists of a DC sputtering unit, a central glove box, and an RF sputtering unit, allowing for substrate transfer and processing under an inert atmosphere. The initial assessment revealed the need for overhaul to restore optimal performance across the interconnected units.

본 시스템은 DC 스퍼터링 유닛, 중앙 글러브 박스, RF 스퍼터링 유닛으로 구성되어 불활성 분위기 하에서 기판 이송 및 공정 처리가 가능합니다. 초기 진단 결과, 연동된 유닛 전반의 최적 성능 복원을 위해 오버홀이 필요한 상태였습니다.

DC - Glove Box - RF

3. Overhaul Process: DC Sputtering System

3. 오버홀 과정: DC 스퍼터링 시스템

The overhaul process for the DC sputtering system involved several key steps. First, the main chamber was disassembled for thorough inspection and cleaning of internal components. After meticulous cleaning and component checks, the chamber was reassembled. To verify performance, a DC gun test was conducted using an Aluminum target under controlled conditions (Gas Flow: 30-40 sccm, Base Pressure: 5times10−2 Torr), confirming stable plasma generation.

DC 스퍼터링 시스템의 오버홀은 몇 가지 주요 단계를 포함했습니다. 먼저, 내부 부품의 정밀 검사 및 세척을 위해 메인 챔버를 분해했습니다. 정밀 세척 및 부품 점검 후 챔버를 재조립했습니다. 성능 검증을 위해, 통제된 조건(가스 유량: 30-40 sccm, 기본 압력: 5times10−2 Torr) 하에서 알루미늄 타겟을 사용하여 DC 건 테스트를 수행했으며, 안정적인 플라즈마 생성을 확인했습니다.

4. Overhaul Process: Glove Box System

4. 오버홀 과정: 글러브 박스 시스템

The central glove box unit, crucial for maintaining an inert environment and enabling sample transfer between sputtering systems, underwent necessary inspections and maintenance. This ensured its integrity and proper sealing, as well as seamless interfacing with the adjacent DC and RF sputtering chambers after their respective overhauls.

DC 및 RF 스퍼터링 시스템 간의 시료 이송 및 불활성 환경 유지에 핵심적인 역할을 하는 중앙 글러브 박스 유닛에 대해 필요한 검사 및 유지보수를 수행했습니다. 이를 통해 글러브 박스의 기밀성 및 밀봉 상태를 확인하고, 오버홀된 양측 스퍼터링 챔버와의 원활한 연동이 가능하도록 조치했습니다.

5. Overhaul Process: RF Sputtering System

5. 오버홀 과정: RF 스퍼터링 시스템

Similar to the DC system, the RF sputtering unit required disassembly and reassembly of its main chamber for cleaning and component checks. Post-overhaul, an RF gun test was performed using an Indium target (Gas Flow: 40-50 sccm, Base Pressure: 5times10−2 Torr) to confirm the functionality of the RF generator and matching network, achieving stable plasma.

DC 시스템과 유사하게, RF 스퍼터링 유닛 또한 세척 및 부품 점검을 위해 메인 챔버의 분해 및 재조립 과정이 필요했습니다. 오버홀 후에는 인듐 타겟을 사용하여 RF 건 테스트(가스 유량: 40-50 sccm, 기본 압력: 5times10−2 Torr)를 실시하여 RF 제너레이터 및 매칭 네트워크의 기능을 확인하고 안정적인 플라즈마를 구현했습니다.

6. RF Sputtering System Operating Procedure (General Guide)

6. RF 스퍼터링 시스템 작동 절차 (일반 가이드)

The following is a general operating sequence for the RF sputtering system. Specific parameters may vary depending on the process recipe.

다음은 RF 스퍼터링 시스템의 일반적인 작동 순서입니다. 특정 파라미터는 공정 레시피에 따라 달라질 수 있습니다.

1. Turn on Foreline valve for approx. 5 min, then turn on Roughing valve and wait until low vacuum base pressure (0.01-0.005 Torr) is reached.

   Foreline 밸브를 약 5분간 켠 후, Roughing 밸브를 켜고 저진공 기본 압력(0.01-0.005 Torr)까지 기다립니다.

2. Once base pressure is reached, open Foreline valve, turn on T.M.P power, wait for normal RPM, open Main valve, open Through valve. Turn on high vacuum gauge, wait for high vacuum base pressure (0.0005-0.00005 Torr), then turn off high vacuum gauge.

   기본 압력 도달 시, Foreline 밸브 열고, T.M.P 전원 켜고 정상 RPM까지 대기 후, Main 밸브 열고, Through 밸브 엽니다. 고진공 게이지 켜고 고진공 기본 압력(0.0005-0.00005 Torr) 도달 후 고진공 게이지를 끕니다.

3. Close Through valve, set Ar gas flow using MFC ('20-150 SCCM' range), introduce Ar gas.

   Through 밸브를 닫고, MFC를 이용하여 Ar 가스 유량 설정('20-150 SCCM' 범위) 후 Ar 가스를 주입합니다.

4. Adjust Through valve to reach process pressure (typically 0.003-0.008 Torr). (Turn on Rotate, Heater if needed).

   Through 밸브를 조절하여 공정 압력(일반적으로 0.003-0.008 Torr)에 맞춥니다. (필요시 Rotate, Heater 켭니다.)

5. When conditions are ready, open Shutter, set desired RF power (W), then open Main shutter.

   조건 완료 시, Shutter 열고, 원하는 RF 전력(W) 설정 후 Main shutter를 엽니다.

6. Observe plasma color.

   플라즈마 색상을 관찰합니다.

7. After desired deposition time, reduce RF Power, wait 5 min, then turn off RF power.

   원하는 증착 시간 후, RF 전력을 줄이고, 5분 후 RF 전원을 끕니다.

8. Close Rotate, Heater, Shutter, Gas valve.

   Rotate, Heater, Shutter, Gas 밸브를 닫습니다.

9. Open Through valve to pump out residual gas and vapor.

   Through 밸브를 열어 잔여 가스 및 증기를 펌핑합니다.

10. When pumping is complete, close Through and Main vacuum valves. Wait for T.M.P RPM to decrease (approx. 30 min), then close Foreline valve.

    펌핑 완료 시, Through 및 Main 진공 밸브를 닫습니다. T.M.P RPM 감소(약 30분) 후 Foreline 밸브를 닫습니다.

11. Vent the chamber to atmospheric pressure.

    챔버를 대기압까지 Venting 합니다.

12. Open chamber and check process results.

    챔버를 열고 공정 결과를 확인합니다.

7. System Re-integration and Final State

7. 시스템 재연동 및 최종 상태

Following the successful overhaul of the individual DC and RF sputtering units and maintenance of the glove box, the systems were carefully re-integrated. Final checks confirmed the overall functionality and restored performance of the complete integrated system, ready for research operations at the laboratory.

개별 DC 및 RF 스퍼터링 유닛의 성공적인 오버홀과 글러브 박스 유지보수 후, 시스템들은 신중하게 재연동되었습니다. 최종 점검을 통해 전체 연동 시스템의 기능과 복원된 성능을 확인하였으며, 한 연구실에서의 연구 운영 준비를 완료했습니다.

8. Conclusion

8. 결론

This project highlights Dawoovac's capability in successfully overhauling complex, multi-component research systems. Through systematic disassembly, cleaning, component replacement, and rigorous testing, the integrated DC/RF Sputtering and Glove Box system at a laboratory was fully restored to optimal operational condition. Dawoovac is committed to providing high-quality maintenance and repair services for advanced research equipment.

본 프로젝트는 복잡한 다중 구성 요소 연구 시스템을 성공적으로 오버홀하는 다우백의 역량을 보여줍니다. 체계적인 분해, 세척, 부품 교체 및 엄격한 테스트를 통해 한 연구실의 DC/RF 스퍼터링 및 글러브 박스 연동 시스템은 최적의 작동 상태로 완벽하게 복원되었습니다. 다우백은 첨단 연구 장비에 대한 고품질 유지보수 및 수리 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.

9. Inquiries and Services

9. 기술 문의 및 서비스

For inquiries regarding sputtering system overhauls, glove box services, or other vacuum technology support, please contact Dawoovac.

스퍼터링 시스템 오버홀, 글러브 박스 서비스 또는 기타 진공 기술 지원에 대한 문의는 다우백으로 연락 주시기 바랍니다.