Oerlikon METAPLAS.DOMINO kila flex
Mit der PVD-Beschichtungsanlage METAPLAS.DOMINO kila flex der Firma Oerlikon Balzers Coating Germany GmbH (Bergisch Gladbach, Deutschland) verfügt der LWT über eine individuell angepasste Systemlösung mit den innovativsten PVD-Technologien. Neben der kathodischen Lichtbogenverdampfung (engl. cathodic arc evaporation) ist die PVD-Beschichtungsplattform ebenfalls mit der Magnetron-Kathodenzerstäubung (engl. magnetron sputtering) ausgestattet, die simultan in einem hybriden Prozess eingesetzt werden können. Die Arc-Verdampfer sind mit einem elektromagnetischen Spulensystem für regelbare Magnetfelder ausgerüstet. Mit der vorhandenen Arc-Verdampfertechnologie können sowohl hochschmelzende Werkstoffe (z.B. Mo, Ta oder W) als auch Graphit für die Synthese von ta‑C verdampft werden. Die zwei Magnetron-Kathoden können im dcMS-, mfMS- oder HiPIMS-Modus mit einstellbarem Magnetfeld betrieben werden.
Es können dabei die Betriebsarten dcMS/dcMS, dcMS/HiPIMS, mfMS/dcMS sowie mfMS/HiPIMS mit synchronisiertem Betrieb und freier Modulation des jeweiligen Pulses für die beiden Magnetron-Kathoden verwendet werden. Weiterhin sind sowohl bipolar gepulste mfMS/mfMS- und HiPIMS/HiPIMS-Verfahren als auch eine Superposition von mfMS und HiPIMS im bipolar synchronisierten Betrieb der Magnetron-Kathoden realisierbar. Darüber hinaus können die PVD-Prozesse mit dem PACVD-Verfahren durch Einleiten eines gasförmigen Präkursors in die Beschichtungskammer kombiniert werden. Auf dem Substrathaltersystem lassen sich Biasspannungen von +100 bis −1000 V anlegen. Bei den mfMS- und HiPIMS-Prozessvarianten wird die Biasspannung mit freier Modulation der Pulslänge sowie der An- und Auszeit und bipolaren Pulsen von 100 Hz bis 50 kHz eingestellt.
Für die plasma-basierte Ätzvorbehandlung mit Edelgasionen nutzt die PVD-Beschichtungsanlage die lichtbogengestützte Glimmentladung (engl. arc enhanced glow discharge, kurz AEGD) als Elektronenquelle zur Steigerung des Ätzabtrags. Durch Anpassung der Anodenströme der vier Arc-Verdampfer lässt sich eine selektive Ätzung über die Beschichtungshöhe realisieren. Zusätzlich sind plasmaunterstützte Nitrier- und Nitrokarburierprozesse mit anschließender PVD-Beschichtung als Duplex-Behandlung möglich.
Technische Daten
| Nutzbarer Beschichtungsraum: | Durchmesser: 620 mm Höhe: 700 mm |
| Vakuumsystem: | 1 x trockenverdichtende Schrauben-Vakuumpumpe 2 x magnetgelagerte Turbomolekularpumpen Schieberventile zwischen Kammer und Turbomolekularpumpen |
| Arc-Verdampfer: | 2 x vertikal angeordnete Arrays aus je 4 Einzelverdampfer mit bis zu 150 A, davon 1 x Array umrüstbar auf 200 A für Arc-Verdampfung von Refraktärmetallen und 1 x Array umrüstbar zur Synthese von ta-C |
| Targetmaße für Arc-Verdampfer: | Durchmesser: 100 mm Materialstärke: 15 mm |
| Magnetron-Kathoden: | 2 x Magnetron-Kathode mit folgenden Betriebsarten:
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| dc-Leistungsversorgung: | Stromstärke: max. 30 A Betriebsspannung: max. 1000 V Kathodenleistung: max. 15 kW |
| mf-Pulseinheit | Stromstärke: max. 10 A Betriebsspannung: max. 1000 V Kathodenleistung: max. 5 kW |
| HiPIMS-Leistungsversorung: | Stromstärke: max. 1000 A Betriebsspannung: max. 1000 V Kathodenleistung: max. 20 kW HiPIMS-Frequenzbereich: 100 Hz bis 2000 Hz HiPIMS-Pulslänge: 10 bis 200 µs |
| Targetmaße für Magnetron-Kathoden: | 900 x 75 mm² |
| Biasspannung: | Betriebsspannung: +100 bis −1000 V Synchronisation mit mfMS- und HiPIMS-Prozessen Bipolare Pulse von 100 Hz bis 50 kHz |
| Prozess- und Reaktivgase: | Argon (Ar), Stickstoff (N2), Acetylen (C2H2), Sauerstoff (O2), Wasserstoff (H2) |
| PACVD-Modul: | Einbringung eines Präkursors für die Kombination von PVD mit PACVD |
| AEGD-Modul: | Lichtbogengestützte Glimmentladung für erhöhten Ätzabtrag beim Edelgasionenätzen |
| Heizung: | Heizleistung: ca. 45 kW Substrattemperatur: T ≥ 600 °C Substrattemperatur mit Plasmaunterstützung: T ≥ 650 °C |
| Quotientenpyrometer: | Messbereich von 100 bis 1000 °C |