Ionenquellen

Gitterlose End-Hall Ionenquellen

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End-Hall Quellen geben einen hohen Strom und einen Strahl mit niedriger Energie aus. Der Ionenstrom erfüllt die Spezifikationen für hohe Prozessraten, während der Ionenbeschuss mit niedriger Energie die Beschädigung von Oberflächen und Schnittstellen verhindert.

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Kaufman & Robinson integriert seine patentierte End-Hall (eH)-Technologie in eine Produktlinie von gitterlosen Plasma-Ionenquellen. Die eH-Technologie produziert und kontrolliert Ionenspezies mit spezifischer Energie, chemischer Reaktivität, Stromdichte und Flugbahn. Die End-Hall (eH)-Produktlinie besteht aus einem Ionenquellenportfolio, das eine Vielzahl physikalischer Größen und Leistungsspezifikationen umfasst.

Kaufman & Robinson bietet ein umfassendes End-Hall (eH)-Produktpaket an. Das Paket umfasst die Komponenten, die für die Installation und den Betrieb der End-Hall (eH)-Produkte erforderlich sind, einschließlich der Ionenplasmaquelle, der Elektronenquelle, der Stromversorgungssteuerung, des Massendurchflussreglers, der Vakuumdurchführungen und der Kabel.

Die eH-Pakete sind für Installationsplattformen konfigurierbar. Diese Konfigurationen können in zahlreiche Vakuumprozessplattformen integriert werden, darunter Glockenfassungssysteme, Box Coater, Load Lock Cluster-Werkzeuge, Web Coater, Rotations-/Low-Profile-Sputtersysteme und Inline-Coater.

Die eH-Produkte werden spwohl  in standard als auch in komplexeren Materialprozessen eingesetzt. Die Fähigkeit, auf atomarer Ebene zu arbeiten, macht diese Produkte zu wirksamen Werkzeugen, um Filme und Oberflächen mit einer Genauigkeit im Nanometerbereich zu fertigen. Ob Verdichtung der Schichten, Spannungskontrolle, optische Transmission, Widerstandsfähigkeit, glatte Grenzflächen oder verbesserte Adhäsion, die eH-Technologie sorgt für viele vorteilhafte Materialeigenschaften.

Typische Anwendungen der eH-Ionenquellen sind unter anderem

  • Ionenstrahl unterstüzte Beschichtung bei Magnetron Sputtern (IBAD)
  • Ionenstrahl unterstüzte Beschichtung bei thermischen & Elektronenstrahl Verdampfung (IBAD)
  • In-situ Vorreinigung bei Sputtern & Verdampfung (PC)
  • Oberflächenbehandlung und -aktivierung (SM)
  • Direktbeschichtung von dünnen Hart- und Funktions-Schichten (DD)
  • Niedrigenergie Ionenstrahlätzen (LIBE)
  • Biased target Ionenstrahl-Sputter-Abscheidung (BTIBSD)
 eH200eH400eH1000eH2000eH3000
Quellenleistungmax 200 Wmax 400 Wmax 850 Wmax 1700 Wmax 3000 W
Anodenstrom2 A3,5 A8 A10 A20 A
Ionenstrom @ Anodenstrom500 mA @ 2 A875 mA @ 3,5 A2000 mA @ 8 A2500 mA @ 10 A6000 mA @ 20 A
Anodenspannung300 V max300 V max300 V max300 V max250 V max
Mitl. Strahlenergie35 - 210 eV35 - 210 eV35 - 210 eV35 - 210 eV35 - 200 eV
Gasfluss1 - 20 sccm1 - 50 sccm1 - 100 sccm1 - 100 sccm1 - 150 sccm
Druck< 1 x 10-3 mbar< 1 x 10-3 mbar< 1 x 10-3 mbar< 1 x 10-3 mbar< 1 x 10-3 mbar
Strahlwinkel60°

Divergenter Strahl

Von der Plasmaentladung beschleunigen Ionen zu einem Strahl mit einem divergenten Ionenstromfluss. Der halbe maximale halbe Winkel überschreitet einen Winkel von 45 ° zur Quellachse. Der divergente Strahl eines eH-Produkts deckt einen großen Bereich ab. Die Möglichkeit eine breite Prozesszone gleichmäßig abzudecken ermöglicht einen Betrieb mit hohem Durchsatz, da ein Prozess, der mit einer großen Teilelast oder einer großen Substratfläche ausgeführt wird, bei einem eH-Produkt praktisch wird.

Gitterlos

Die eH-Produkttechnologie setzt auf eine gitterlose Konstruktion. Die Ionen beschleunigen direkt aus der Plasmaentladung, um den Strahl zu bilden. Die gridless eH-Technologie ergänzt unsere Produkte mit Gitter-Ionenquellen, da sie wünschenswerte Strahleigenschaften erzeugen, die mit Gitter-Quellen nicht ohne weiteres verfügbar sind. Zu den weiteren Vorteilen der eH Gridless-Funktion gehört, dass Sie keine Gitter warten, ausrichten oder austauschen müssen. Die eH-Produkte sind robust und einfach zu bedienen. Und normalerweise kosten sie weniger als ihre Gegenstücke mit Gitter.

DC-Entladung mit hoher Dichte

Die Produkte verwenden einen bewährten und effizienten Plasmaerzeugungsprozess. In der Entladungskammer emittiert eine Kathode thermionisch eine zuverlässige Elektronenquelle. Die Elektronen werden von einer Gleichstrom-Metallanode angezogen. Die neutrale Gasspezies wird aufgrund eines begrenzenden Magnetfelds effizient ionisiert. Dieser Mechanismus erzeugt ein Plasma mit hoher Dichte aus vielen Gasen, einschließlich Ar, Xe, O2, N2 und anderen reaktiven Gasen.

Niedrige Energie und hoher Stromausgang

Die eH-Produkte geben einen Hochstrom- und Niedrigenergiestrahl aus. Der hohe Ionenstrom erfüllt kritische Ankunftsverhältnisse für hohe Prozessraten. Die hohe Stromstärke ermöglicht auch eine produktive Verarbeitung auf harten, harten Materialien. Durch den energiearmen Ionenbeschuss werden Oberflächen und Schnittstellen geschädigt. Die Verarbeitung bei niedrigen Energien hat sich beim Arbeiten mit empfindlichen Materialien bewährt.

Nicht eingetauchte Neutralisatoren

Die Standard-Neutralisiererkonfiguration besteht aus einem kostengünstigen feuerfesten Metallfaden, der sich über den Ionenstrahl erstreckt. Das Filament wird auf thermionische Emissionstemperatur erhitzt. Der Filamentneutralisator kann durch einen alternativen nicht eingetauchten Neutralisator ersetzt werden. Der nicht eingetauchte Neutralisator befindet sich seitlich der Quelle und außerhalb des Ionenstrahls. Wenn sich der Neutralisator außerhalb des Strahls befindet, ist die Zeit zwischen den Wartungsarbeiten für den nicht eingetauchten Neutralisator wesentlich länger als für den Filament-Neutralisator. Diese Konfiguration ohne Untertauchen ist für Installationen mit niedriger Frequenz und lange Betriebszeiten geeignet, wenn das Risiko einer Prozessunterbrechung minimiert werden muss.

Schnellwechsel-Anodenmodul

Das eH-Produkt enthält unser patentiertes Schnellwechsel-Anodenmodul. Das Anodenmodul kann zur Wartung schnell von der Ionenquelle entfernt werden, während der Quellkörper in der Kammer verbleibt. Das Anodenmodul ist leicht und austauschbar. Durch einfaches Austauschen des Arbeitsanodenmoduls gegen ein Ersatzmodul kann das eH-Produkt innerhalb von Minuten einsatzbereit sein. Das ausgebaute Anodenmodul kann einfach auf einer Werkbank gewartet werden, während Ihre Vakuumkammer weiterhin produktiv ist. Die Betriebszeitvorteile sind erheblich.

Stabile Neutralisierung

Die Produktlinie bietet einen dedizierten und regulierten Elektronenquellen-Neutralisator. Mit einer zuverlässigen Elektronenquelle können die Produkte dielektrische, elektrisch isolierte und elektrostatisch empfindliche Substrate verarbeiten. Die Elektronenmenge wird genau gesteuert, um sich an positive Ladungen anzupassen. Die Elektronen sind in der richtigen Menge im Ionenstrahl vorhanden und kommen an der Substratoberfläche an, um einen elektrisch neutralen Prozess bereitzustellen. Der Betrieb muss sich nicht auf unbestimmte Elektronenquellen wie freiliegende und leitfähige Kammerhardware verlassen. Der Beschichtungsaufbau und elektromagnetische Streufelder, die in der Vakuumkammer vorhanden sein können, beeinträchtigen die Ionenstrahlqualität, -stabilität und -neutralisation der Produkte nicht. Wenn der Neutralisationsprozess jedoch nicht so kritisch ist, ermöglichen die Produkte den Betrieb ohne Neutralisator.