Ionenquellen
DC Gitterionenquellen
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Die KDC-Produkte sind verbesserte Designs der typischen Kaufman-Quelle. Die traditionelle Ionenstrahlverarbeitung ist mit der hohen Qualität und den stabilen Strahlen dieser Quellen verfügbar.
Kaufman & Robinson vereint die traditionelle Kaufman-Ionenquellen-Technologie (KDC) mit aktualisierten Konstruktionsmerkmalen. Die neue KDC-Produktlinie von KRI bringt Fortschritte wie sich selbst ausrichtende Ionenoptik und moderne Schaltnetzteile mit. Diese Vorteile haben zu produktiveren, verlässlicheren und kostengünstigeren Kaufman-Ionenquellenprodukten geführt. Die KDC-Produktlinie umfasst eine Vielzahl von physikalischen Größen und Leistungsspezifikationen.
Wir bieten umfassende KDC Produktpaket von Kaufman & Robinson an. Die Pakete enthalten alle Komponenten, die für die Installation und den Betrieb der KDC-Produkte erforderlich sind, einschließlich der Ionenquelle, anwendungsspezifischer Ionenoptik, Elektronenquellenneutralisator, Netzteil-Controller, Vakuumdurchführungen und Kabeln.
KDC-Produkte werden weltweit in der Forschung und in der industriellen Fertigung von optischen, photonischen, magnetischen und mikroelektronischen Geräten eingesetzt. Die KDC-Pakete sind an Installationsplattformen anpassbar. Diese Konfigurationen können in zahlreiche Vakuumprozessplattformen integriert werden, darunter Glockensysteme, kleine Mehrzweck-Forschungs- und -Entwicklungssysteme, spezielle Abscheidungs- oder Ätzsysteme für Planetenbewegungen, Box Coater, Single-Wafer-Load-Lock-Cluster-Tools, Web Coater, Rotationssputtern mit niedrigem Profil Systeme und Inline-Coater.
Die KDC-Produkte werden in Standard- und neuartigen Materialprozessen eingesetzt. Die Fähigkeit, auf atomarer Ebene zu arbeiten, macht die KDC-Produkte zu effektiven Werkzeugen, um Filme und Oberflächen mit einer Genauigkeit im Nanometerbereich zu konstruieren. Ob Verdichtung der Schichten, Spannungskontrolle, optische Transmission, Widerstandsfähigkeit, glatte Grenzflächen, verbesserte Haftung, vertikale Seitenwände und kritische Ätztiefen, die KDC-Produkte sorgen für vorteilhafte Materialeigenschaften.
Eigenschaften
- DC Thermionische Entladung
- selbstausrichtende Ionenoptik
- Neutralisierung mit Filament oder LFN (Niederfrequenzneutralisator)
- Gaskompatibilität mit Ar, Kr, Xe, O2, N2, H2 und anderen
- Strahlprofil: kollimiert, konvergent, divergent
- Versionen für interne Montage oder CF-Montage
Typische Anwendungen der KDC Quellen sind unter anderem
- Ionenstrahl unterstützte Beschichtung bei thermischen & Elektronenstrahl Verdampfung (IBAD)
- In-situ Vorreinigung bei Sputtern & Verdampfung (PC)
- Oberflächenbehandlung und -aktivierung (SM)
- Direktbeschichtung von Dünn-, Hart- und Funktions-Schichten (DD)
- Niedrigenergie Ionenstrahlätzen (LIBE)
- Biased target Ionenstrahl-Sputter-Abscheidung (BTIBSD)
- Ionenstrahl Sputterbeschichtung von Einzel- oder Multi-Layer Strukturen (IBSD)
- Ionenstrahlätzen von Oberflächen in jedem Material (IBE)
- Ionenstrahlabgleich, -abstimmung und -formung von Präzisionsgeräten (IBE)
- Ionenstrahlpolitur für Mikroskopie-Probenvorbereitung (IBP)
| KDC10 | KDC40 | KDC75 | KDC100 | KDC160 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Ionenstrahlstrom | > 10 mA | >100 mA | > 250 mA | > 400 mA | > 650 mA |
| Strahlspannung | 100 - 1200 V | 100 - 1200 V | 100 - 1200 V | 100 - 1200 V | 100 - 1200 V |
| Strahlgröße am Gitter | 10 mm | 40 mm | 75 mm | 100 mm | 160 mm |
| Gasfluss | 1 - 5 sccm | 2 - 10 sccm | 2 - 15 sccm | 2 - 20 sccm | 2 - 30 sccm |
| Länge | 115 mm | 171 mm | 201 mm | 235 mm | 252 mm |
| Durchmesser | 40 mm | 90 mm | 140 mm | 194 mm | 232 mm |
Strahlformende Ionenoptiken
Die KDC-Produkte bieten eine Vielzahl von Ionenoptikdesigns. Diese Gitter bestimmen die räumliche Verteilung der Ionenstromdichte außerhalb der Gitteraustrittsebene. Bei einer defokussierten Ionenoptik divergieren die Ionen, wenn sie die Quelle verlassen und erzeugen einen sich verbreitenden Ionenstrahl. Bei einer fokussierten Ionenoptik konvergieren die Ionen zu einem Brennpunkt nach der Netzaustrittsebene. Bei einem kollimierten Ionenoptikdesign verlassen die Ionen das Gitter mit einer Flugbahn, die nahezu parallel zur Ionenquellenachse verläuft. Diese einzigartigen Strahlformen werden dann an den entsprechenden Ionenstrahlprozess angepasst.
Entkoppelte Ionenenergie und -strom
Die meisten KDC-Produkte erlauben eine unabhängige Steuerung wichtiger Ionenstrahleigenschaften. Beispielsweise können die Ionenenergie und der Ionenstrom ohne gegenseitige Wechselwirkung zwischen den beiden Parametern eingestellt werden. Die Flexibilität, die Ionenenergie (Vb) und den Ionenstrom (Ib) bei einer gegebenen Ionenstrahlleistung (Pb = Vb x Ib) auszutauschen, ist ein wertvolles Werkzeug bei der Prozessoptimierung. Die KDC-Produkte erzeugen einen Ionenstrahl mit einer im Wesentlichen monoenergetischen Ionenenergieverteilung. Ob eine Substratoberfläche mit 200 eV-Ionen oder 1000 eV-Ionen beschossen wird, beeinflusst die Ionen-/Material-Wechselwirkung. Die KDC-Produkte geben stabile Ionenstrahlströme mit Abweichungen von weniger als 1% vom Sollwert aus. Ob eine Substratoberfläche mit einem Strom von 1 mA oder 1000 mA beschossen wird, wirkt sich auf die Prozessgeschwindigkeiten und die Temperatur aus.
DC-Entladung mit hoher Dichte
Die KDC-Produkte verwenden einen bewährten und effizienten Plasmaerzeugungsprozess. In der Entladungskammer emittiert eine Kathode thermionisch zuverlässig Elektronen. 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.
Nicht eingetauchte Neutralisatoren
Die Standard-KDC-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. Dieser 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 Neutralisator wesentlich länger als für den Filament-Neutralisator. Diese Konfiguration eignet sich für Installationen mit niedriger Frequenz und lange Betriebszeiten, wenn es wichtig ist, das Risiko einer Prozessunterbrechung zu minimieren.
Selbstausrichtende Gitter (OptiBeam™)
Die KDC-Produktlinie umfasst die patentierte, selbstausrichtende Ionenoptiktechnologie von KRI. Die OptiBeam™ -Raster erfordern kein Ausrichtungsverfahren. Dank fortschrittlicher Konstruktion und präziser Fertigung wird durch die einfache Montage die korrekte Ausrichtung der Gitter sichergestellt. Die Vorteile der selbstausrichtenden Gitter umfassen einen konstanten Ionenstrahl, verlängerte Gitterlebensdauer, maximierten Ionenstrom, reduzierte Wartungszeiten und verbesserte Betriebszeiten.
Stabile Neutralisierung
Die KDC-Produktlinie bietet einen dedizierten und regulierten Elektronenquellen-Neutralisator. Mit einer zuverlässigen Elektronenquelle können die KDC-Produkte dielektrische, elektrisch isolierte und elektrostatisch empfindliche Substrate verarbeiten. Die Anzahl an Elektronen wird genau gesteuert, um sich an positive Ladungen anzupassen, um einen elektrisch neutralen Prozess bereitzustellen. Der KDC-Betrieb muss sich nicht auf fremde Elektronenquellen wie freiliegende und leitfähige Kammerhardware verlassen. Die Ionenstrahlqualität, -stabilität und -neutralisierung der KDC-Produkte wird nicht von Beschichtungsaufbau und elektromagnetische Streufelder in der Vakuumkammer beeinträchtigt. Wenn der Neutralisationsprozess jedoch nicht so kritisch ist, ist auch ein Betrieb ohne Neutralisator möglich.
