Präzise Vakuummesstechnik als Basis stabiler Dünnfilmprozesse

Dünnfilmbeschichtungen sind aus modernen Technologien nicht mehr wegzudenken. Ob in der Optik, Elektronik, Sensorik oder bei Anwendungen im Bereich der erneuerbaren Energien: Funktionale Schichten im Nano- bis Mikrometerbereich beeinflussen die Leistungsfähigkeit der Endprodukte maßgeblich. Eine zentrale Voraussetzung für reproduzierbare Prozesse und eine gleichbleibend hohe Schichtqualität ist eine präzise Vakuummesstechnik. Die Vakuummessgeräte von Thyracont ermöglichen eine zuverlässige Überwachung und Regelung der relevanten Druckbereiche und leisten somit einen entscheidenden Beitrag zur Prozesssicherheit.

Breite Anwendungsfelder der Dünnfilmbeschichtung

In der Dünnfilmbeschichtung werden Materialschichten gezielt auf Substrate aufgebracht, um deren optische, elektrische oder mechanische Eigenschaften zu definieren oder zu verbessern. Typische Einsatzbereiche sind:

• Optische Beschichtungen: Antireflex-, Spiegel- und Filterbeschichtungen für Brillen, Sensorik, Imaging-Systeme und Laseroptiken

• Elektronik und Photovoltaik: Leitfähige und halbleitende Schichten für die Halbleiterfertigung, Solarmodule und Sensortechnik

• Schutz- und Funktionsschichten: Hartstoff- und Barriereschichten, Korrosionsschutz sowie hydrophobe Oberflächen

In all diesen Anwendungen hängen Schichtdicke, Homogenität und Materialeigenschaften unmittelbar von stabilen und exakt kontrollierten Druckbedingungen ab.

Relevante Dünnfilmverfahren

Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD)

Bei PVD-Verfahren wie Verdampfung, Sputtern oder Arc-Prozessen wird Material aus einem Target gelöst und im Vakuum auf dem Substrat abgeschieden. Die Prozesse finden überwiegend im Hochvakuum statt, um Verunreinigungen zu minimieren und reproduzierbare Schichteigenschaften zu gewährleisten. Eine präzise Druckmessung ist hierbei unerlässlich.

Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)

Das CVD-Verfahren basiert auf chemischen Reaktionen gasförmiger Ausgangsstoffe, die zur Bildung einer festen Schicht auf dem Substrat führen. Einsatzgebiete reichen von dielektrischen Schichten in der Mikroelektronik bis hin zu Hartstoffschichten für Werkzeuge. Der Prozessdruck beeinflusst Reaktionskinetik, Schichtdichte und Gasphasenchemie maßgeblich – entsprechend hoch sind die Anforderungen an Messgenauigkeit und Langzeitstabilität der Sensorik.

Vakuummesstechnik als Basis der Prozesskontrolle

Die Erzeugung der benötigten Vakuumumgebung sowie die kontinuierliche Kontrolle und Regelung der Druckverhältnisse sind essenziell für eine stabile und reproduzierbare Prozessführung. Nur innerhalb exakt definierter Druckfenster lassen sich konstante Schichteigenschaften sicherstellen. Moderne Vakuummesstechnik ermöglicht dabei eine präzise Regelung sowohl im Vor- als auch im Hochvakuumbereich und trägt entscheidend zur Qualitätssicherung bei.

Geeignete Vakuumtransmitter für Dünnfilmprozesse

VSH – Pirani/Heißkathode (1000 bis 5 × 10^-10 mbar)

Der digitale Kombitransmitter deckt den gesamten Messbereich von Atmosphärendruck bis Ultrahochvakuum ab. Vorteile:

• Automatische Zuschaltung der Heißkathode erst bei niedrigem Druck zur Verlängerung der Lebensdauer

• Separate Gasartkorrekturfaktoren für Pirani- und Heißkathodensensor

• Hohe Messgenauigkeit und ausgezeichnete Reproduzierbarkeit

VSM – Pirani/Kaltkathode (1000 bis 5 × 10^-9 mbar)

Der VSM kombiniert einen Pirani- mit einem Kaltkathodensensor für anspruchsvolle Dünnfilmprozesse. Vorteile:

• Aktivierung der Kaltkathode erst im sehr niedrigen Druckbereich für maximale Schonung und hohe Anlagenverfügbarkeit

• Individuell konfigurierbarer Übergang zwischen Pirani- und Kaltkathodenmessung

• Zuverlässige Prozessüberwachung durch den Pirani-Sensor, präzise Enddruckmessung durch die Kaltkathode

Fazit

Die Dünnfilmbeschichtung ist eine Schlüsseltechnologie für zahlreiche industrielle Anwendungen. Eine präzise und zuverlässige Vakuummesstechnik ist die Grundlage für stabile Prozesse, eine exakte Kontrolle der Schichtdicken und eine dauerhaft hohe Produktqualität. Mit ihren spezialisierten Vakuumtransmittern unterstützt Thyracont Anwender bei der effizienten und reproduzierbaren Umsetzung moderner Dünnfilmprozesse.