Sputter Coater - Vorvakuum

Q150R Serie von Quorum Technologies

Die Sputter Coater der Q150R-Serie sind modular aufgebaute vollautomatische Beschichtungsanlagen für feinkörnige leitfähige Schichten aus Edelmetallen für REM, TEM und die Dünnschichttechnik. Die Q150R-Serie ist als Sputter Coater (RS) oder Kombigerät aus Sputter Coater und Kohlebedampfung (RES) erhältlich.

Features
Vollautomatischer Beschichtungsablauf
Große Probenkammer Ø 165 mm
Für Edelmetalle, Kupfer & Nickel
Schnelle Zykluszeiten (i.d.R. < 5 min)
Kombination Kohlebeschichter und Sputter Coater (Q150R ES)

Mit dem Grundgerät und entsprechenden Optionen kann der Q150R als Sputter Coater, oder für die Beglimmung genutzt werden. Die verschiedenen Kopfplatten sind in Sekunden für eine andere Anwendung getauscht. Der Wechsel wird vom Gerät erkannt und das Bedienmenü entsprechend geändert. Die Eingabe der Beschichtungsparameter, Anzeige des Beschichtungsablaufs und Fehlerausgabe erfolgen über einen Touchscreen. Anwender können ihre eigenen Rezepte mit allen Parametern abspeichern. Durch die Vergabe von Zugriffsrechten sind bestimmte Parameter vor Veränderung durch Anwender geschützt. Als Administrator hat man Zugriff auf alle Einstellungen.

Verschiedene optionale Probentische erlauben eine effiziente und reproduzierbare Beschichtung der unterschiedlichsten Probengeometrien.
Durch die vollautomatische Steuerung entfällt die Einstellung der Argonprozessgasmenge mit einem Nadelventil im Sputterbetrieb. Je nach eingestellter Gasmenge (Vakuum) wird die Spannung automatisch nachgeregelt und der programmierte Sputterstorm (mA) konstant gehalten. Dadurch kann bei hoher Probentopographie auch diffus und mit geringem Sputterstrom gearbeitet werden.

Funktionsprinzip Magnetron-Sputter Coater
Die Magnetron-Sputter Coater (auch "kaltes Sputtern“) besitzen im Sputterkopf (Kathode), nahe dem Target einen für diese Anwendung optimierten Magneten. Er hat die Aufgabe auf seinen Feldlinien die bei der Ionisation freiwerdenden Elektronen/ Ionen zu lenken.

 

Dadurch werden

  • Elektronen effektivier für eine weitere Ionisierung von Prozessgasionen genutzt
  • übermäßige Erwärmung vermieden
  • die nutzbare Fläche des Target optimiert

 

Beim Sputter Coating wird ein Rezipient evakuiert und anschließend kontinuierlich ein Prozessgas, vorzugsweise Argon, zugeführt. Argon hat eine optimale Ionengröße und reagiert als Edelgas chemisch nicht mit anderen Materialien. In einem Vakuumfenster von ca. 1 x 10-1 mbar bis ca. 5 x 10-3 mbar werden in einem elektrischen Feld Prozessgasatome (Argon) ionisiert, also ein Plasma gezündet. Die positiven Argonionen werden auf die Kathode, den Magnetronkopf mit Target, beschleunigt und schlagen aus dem Target Atome heraus die alle Oberflächen innerhalb des Rezipienten benetzen. Auch die zu beschichtende Probe.

Spekationen Q150 RS / RE / RES
Abmessungen585 mm B x 470 mm T x 410 mm H (Höhe mit geöffnetem Kopfteil 650 mm)
Gewicht 28.4 kg
Rezipient  Borosilikatglas 152 mm Ø (innen) x 127 mm H
ImplosionsschutzPolyethylenterephthalat (PET) - Zylinder
Bildschirm145 mm x 320 mm x 240 mm TFT- Touch-Screen
BenutzeroberflächeIntuitive vollständige grafische Oberfläche Touch-Screen
Sputtertarget57 mm Ø x 0.1 mm dickes Gold (Au)-Target (nur in R S/R ES)
Vakuum
Drehschieberpumpe 50 l/min. 2-stufige Drehschieberpumpe mit Ölnebelfilter und Anschlussmaterial – separat zu bestellen AG-DS102
VakuummessungPirani-Messröhre
typisches Endvakuum∼2x10-2 mbar
Probenbühne50 mm Ø rotierende Bühne. Platz für 6 Probenstubs, 8–20 UPM. Alternative Probenbühnen unter Optionen und Zubehör
Anwendungen
Sputtern0–80 mA Prozesssteuerung mit optionaler Schichtdickenmonitor oder nach programmierter Zeit. Die maximale Sputternzeit beträgt 60 Minuten ohne Bruch des Vakuum
Kohleverdampfungrobustes, „ripple free“ Netzteil mit Puls Verdampfung für reproduzierbare Kohlenstoffverdampfung aus Stab- oder Fadenquellen. Stromimpuls: 1–90 A
Beglimmen/
Glow discharge
100 mA im DC+ Modus und 30 mA in DC- Modus
GaseArgongas, 99.999% (R S and R ES versions)
Stromversorgung90–250 V 50/60 Hz 1400 VA inkl. Drehschieberpumpe. 110/240 V Spannung wählbar
KonformitätCE-Konformität: Blindleistungskompensation. Erfüllt die geltenden Vorschriften (CE-Zertifizierung)
Optionen und Zubehör
10879 Kohlestab-Verdampfungseinsatz für 3,05 mm Ø Stäbe (nur RE und R ES). Inklusive Spitzer und 3,05 mm Ø x 300 mm (Packung 10 St.)
10262  Glimmentladung-Einsatz zur Modifizierung von Oberflächeneigenschaften (z.B. hydrophob zu hydrophil) (nur RS und R ES-Versionen), nachrüstbar
10726 Zusätzliches Sputterkopfteil für die schnellen Materialwechsel (RS und nur R ES-Versionen).
10360'Rotacota' planetarische Probenbühne (Drehgeschwindigkeit 8–20 RPM). 50 mm Ø Probentisch mit sechs Stub-Positionen für 15 mm, 10 mm, 6,5 mm oder 1/8 "Pin Stubs, neigbar bis 30 °
10357 Dreh-Kipptisch mit sechs Stub-Positionen für 15 mm oder 6,5 mm oder 1/8 "Pin Stubs. Neigungen bis 90° von der Horizontalen möglich.
10454 Schichtdickenmonitor mit Oszillator, Durchführung, Quarzkristallhalter und 2 Quarzen
10429Extra hoher Glasrezipient (214 mm h x 165 mm Ø), Implosionsschutz,  Empfohlen für erweiterten Abstand Beschichtungsquelle/Probenoberfläche
10731Pumpstutzen für Vakuumschlauchanschluss, Winkel 90°, drehbar, falls Abstellfläche nicht min. 55 cm tief ist.
Auftragung dünner Schichten

Sputter Coater werden zur Abscheidung einer dünnen Metallschicht auf Substratoberflächen eingesetzt. In der Elektronenmikroskopie benutzt man das Sputtern, um elektrisch nicht-leitende Oberflächen elektrisch leitfähig zu machen, da sich ansonsten die Elektronen aus dem Elektronenstrahl des Mikroskops auf der Probe sammeln und diese sich auflädt. Aufladung führt dazu, dass man Oberflächen mit einem REM nicht mehr abbilden kann. Die angestrebten Schichtdicken sind möglichst dünn, aber effektiv elektrisch leitend und haben eine Schichtdicke von ca. 3 - 20 nm.

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