Neue Artikelserie: Prozesse in der Mikro- und Nanotechnologie

Nachdem doch ein gewisses Interesse an unseren Posts über Halbleiter-Technologie besteht, haben wir uns entschlossen, eine Serie über die unterschiedlichen  Fertigungsschritte inklusive der dazu gehörenden begleitenden Verfahren in den Blogbereich unserer Seite einzustellen.

Wir werden zunächst die Prozesse und Probleme der leitenden Schichten betrachten:

Abscheidung:

  • PVD:  Kathodenzerstäubung und Aufdampfen

Strukturierung:

Später wird es noch mit Isolierschichten/Dielektrika weitergehen, schliesslich gibt es noch Informationen über Ionen-Implantation und Mikro-Lithografie.

Über Back-Endverfahren: Zusatzprozesse zur Veredelung, Vereinzeln, Die-Bonden, Drahtbonden, Gehäusen etc. wird es eine extra Artikelserie geben.

Z.B. Oberflächenbehandlung mit Plasma-Verfahren …

Hier geht es nicht um irgendwelches trockenpfurziges und formel-geschwängertes Gewabere, das kann man schliesslich in jedem Lehrbuch nachlesen – oder auch nicht, je nach Qualität des literarischen Erzeugnisses. Es sollen vielmehr die Prozesse aus einer „hands-on“ Perspektive gezeigt und die Mechanismen und Probleme anschaulich erklärt werden, samt der maschintechnischen Anforderungen und Lösungen, die eine derart komplexe Technologie mit sich bringt.

Wer dann unbedingt noch Formeln braucht – dem kann ich gerne persönlich auf die Sprünge helfen (konkrete Nachfrage an mich, per email). Da die Prozesse, besonders solche, die Plasma benötigen, allerdings häufig durch die vielen Synergien recht schnell in ein deterministisches Chaos übergehen, helfen einem analytische formale Beschreibungen nur bedingt zum Verständnis der Sachlage. Manchmal wäre eine Alchemistenausbildung vielleicht besser … keine Angst, nur ein Scherzchen.

Aber selbst Computermodelle sind hier oft überfordert, eine echte quantitative Vorhersage zu produzieren.

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Einen Vortrag über den Gesamtherstellungsprozess bieten wir auch an – ebenso ein Wochenend-Seminar.

Apple: Vom Techno-Kult zum Spielzeug-Produzenten …?

Nicht mehr so ganz knackig - der Techo-Apfel aus Cupertino.
Nicht mehr so ganz knackig –
der Techno-Apfel aus Cupertino.

i-watch 2.0 – leider muss ich meine Rezension vom vergangenen Herbst wiederholen und noch eins draufsetzen: Das i-phone 5 wurde wieder aufgelegt und kam mit neuem Acorn-Core gepimpt wieder in den Handel. In Barbie-Metallic-Farben und wenig wertig. Die i-Watch schwächelt nach wie vor, Grossdisplay i-phone 6 bog sich durch,  iphone 7 entpuppt sich mittlerweile als Ladenhüter … Kontroverse Neuigkeiten über das Nachfolgemodell i-phone 8 erzeugen eher Zweifel bei der Anhängerschaft.

Dazu kommt noch, dass in letzter Zeit ein IOS-Update Debakel das nächste jagte -und dann auch noch ein Clinch mit dem FBI. Und nun eine Neuauflage der Akku-Blähungen, die wir mit der 3GS-Serie überwunden glaubten.

Oh Gott Steve … Du würdest Dich wohl im Grabe umdrehen ! Eine Show wurde abgezogen, um eine Digitaluhr zu präsentieren, die jeden Abend gefüttert, also aufgeladen werden muss und zu dem auch noch wenig chic aussieht. Nur weil es quasi eine „i-Watch“ ist, kauft eine Vielzahl Menschen diese Uhr, wahrscheinlich um IN zu sein. Die Apple-Community wird den eitlen Tand schon schlucken …“ hook, line and sinker“ , wie es so schön heisst. Ich will ja nicht I-Quatsch dazu sagen – aber ehrlich: Geht’s noch? Die Gross-Display Version des i-phone 6 ist auch nicht unbedingt der Knaller. Die Handys der Mitbewerber sind eher besser als schlechter. Der besondere Gimmick ist wohl, dass man damit bezahlen kann, und dass es beonders „flexibel“ ist. Wer braucht so was? Die Sprachqualität meines Uralt- Nokia 6310i ist deutlich besser und die Standzeit beträgt heute noch mindestens eine Woche. Daran wird nicht gearbeitet. Hauptsache man kann mit dem schicken Schein posen. Aber das ist ja heute das Wichtigste.

Also zurück zum bewährten i-phone 5, auch weil einhändige Bedienbarkeit für ein Telefon doch ein Argument bei der Grösse darstellt? Praxistauglichkeit statt Spielmobil. Jetzt das neue Zugpferd i-phone 7, auch nix Weltbewegendes zu bemerken. Besonders in puncto Schutz vor dem „Big Brother“ mauert der angebissene Apfel. IMSI-catcher Detektion – Fehlanzeige! Stattdessen jede Menge Kommerz-Apps. Da freut sich aber „the man in the middle“ tierisch.

An der professionellen Workstation MacPro wird nicht geschraubt oder an anderen Innovationen, wie sie einer ehemaligen Techologieschmiede würdig wären. Schickes Design allein macht Apple NICHT aus. Es war eher die alte Bauhaus (nicht die Baumarkt-Kette … ) Devise: „Form Follows Function„. Und maximale Gebrauchstüchtigkeit !!! Ein MacBook extrem zu verschlanken ist auch nicht der geniale Bringer, das geht ab einem gewissen Mass zu Lasten der mechanischen Robustheit. Man möchte das Teil ja irgendwo hin mitnehmen, ohne das es gleich auseinanderfällt.

Zum Thema MacBook Pro & „planned obsolescence“ … ein Laptop, das man, obwohl es noch vollkommen funktionstüchtig ist, nach wenigen Jahren Gebrauch  wegwerfen soll, weil ein einziger Baustein (SMC) das Problem ist … dazu ist dieser noch so auf dem Motherboard angebracht, dass man ihn kaum ersetzen kann … kein Glanzstück an Nachhaltigkeit! Dieser eigentlich auf einer austauschbaren Platine anbringbare Logik-Chip ist in den Mac-Foren schon lange ein Dauerbrenner für Unmutsäusserungen, weil Nutzer sich abgezockt fühlen. Bei einer sub-Standard Garantiezeit von einem Jahr ist das ein weiterer Tropfen in einem schon ziemlich vollen Fass.

Noch dazu sind die Apple Books von ihrer Performance sehr gut und wären  lange einsatzfähig ohne dass man sich gleich nach der nächsten Generation sehnt.

Nebenbei, ich war solange Steve Jobs noch seine ausserordentlichen Produkte vorstellte, eindeutig ein Apple-Fan. Ich habe eine komplette Apple-Zone zu hause, die alte PPC-Linie: G4,G5, und trotz der von mir nicht sonderlich geschätzten Intel-CPU: MacMini, MacBookPro, und auch das iPhone bis Version 5.Die Motivation: Das stabile UNIX-basierte Betriebssystem, welches trotzdem intuitiv bedienbar ist – da kann Linux heute noch nicht mithalten – ok, beim Android-Cell Phone wird es besser. Dennoch ist Linux/Unix doch mehr für uns Server Admins gemacht.

Also, Applianer, hört auf solche kindischen Produkte vorzustellen, macht wieder Kult!

Warten wir ab, bis den Fans die Augen aufgehen, und sie aus dem Rausch aufwachen. Wie beim Märchen: Des Kaisers Neue Kleider von Hans-Christian Anderson.

Vielleicht gibt es dann wieder gute Neuigkeiten von Apple, es war ja schon mal so, als Steve Jobs wieder in seine Firma zurückkam. Fragt sich nur, wer ist jetzt sein geistiger Erbe?

Apple ist schliesslich keine Spielzeugfirma.

Hoffentlich!

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Wo bleiben die genialen Ideen? Wo die technischen Visionen …?

 

Until Hell Freezes over …

Eiswürfel in der Hölle … je nach thermodynamischen Modell wird es für ihn ungemütlich. Ice cube in Hell ©scrano 2013
Eiswürfel in der Hölle … je nach thermodynamischen Modell
wird es für ihn ungemütlich. Ice cube in Hell ©scrano 2013

… bis die Hölle zufriert, ein Ausspruch, der sinngemäss dem St.Nimmerleins-Tag gleicht. Andererseits, die Hölle der alten Griechen oder Römer war eher ein kalter, feuchter und dunkler Ort. Im 9. Kreis der Hölle aus Dante’s Inferno steht der Satan sogar festgefroren, zu Eis erstarrt und gefesselt – also:

  • Die Sache mit der Höllenglut ist wohl nur feuriger Sündenpredigerei geschuldet … und der Vorstellung des hinkenden Schmiedegottes Hephaistos in seiner Schmiede unter dem Ätna sowie des römischen Glaubens, die phlegräischen Feldern bei Neapel wären der Eingang zum Hades (nicht so sehr wegen der Hitze, eher auf Grund des Schwefel-Gestanks und der durch Gase hervorgerufenen „Stöhnlaute“).

Trotzdem lohnt sich folgende physikalische Spassbetrachtung (thermodynamisches Problem „Hölle“ – sozusagen).

Während der Abschlussklausur in Physikalischer Chemie an der University of Washington wurde tatsächlich diese Frage gestellt:

Bonus Frage: Ist die Hölle exothermisch – (gibt Hitze ab) or endothermisch – (absorbiert Hitze)?

Die meisten Studenten argumentierten mit Boyle’s Gasgesetz (Zustandsgleichung idealer Gase), oder einer Variation (Gas dehnt sich bei Erwärmung aus, und kontrahiert bei Abkühlung etc.).

Ein Student allerdings gab sich richtig Mühe:

Zuerst muss man die genaue Masse der Hölle und deren zeitliche Veränderung kennen. Also müssen wir die Gleichung für das thermodynamische Gleichgewicht aufstellen und eine Rate bestimmen, in der Seelen in die Hölle gestürzt werden oder daraus wieder entkommen. Gehen wir in Vereinfachung davon aus, dass keine Seele die Hölle verlässt, wenn sie erst einmal dort ist. Wieviel Seelen in die Hölle kommen – dazu muss man sich die Eingangsbedingungen der unterschiedlichen Religionen für diese Art jenseitigem Straflager ansehen. Da es viele Glaubensgemeinschaften gibt, die fest überzeugt sind, dass alle Andersgläubigen in die Hölle kommen, und es etliche solche Gruppen gibt, kann man schlussfolgern, dass wohl alle Seelen in die Hölle kommen. Berücksichtigt man die Entwicklung von Geburts-und Sterberaten, bedeutet das ein exponentielles Ansteigen der Seelenzahl in der Hölle.

Ziehen wir jetzt Boyle’s Gasgesetz heran, um die Volumenveränderung der Hölle abzuschätzen: Damit die Temperatur in der Hölle konstant bleibt, muss sie proportional zur Seelenzahl expandieren. Dadurch ergeben sich drei Möglichkeiten:

  1. Eine isotherme Ausdehnung ins Unendliche, wenn Expansion und Zuwachs an Seelen gleich sind.
  2. Ist die Expansionsrate kleiner als die „Seelenzufur“, werden Druck und Temperatur im Orcus solange zunehmen bis die Hölle im wahrsten Sinn des Wortes „losbricht“.
  3. Expandiert nun die Hölle schneller als die Nachschubquote an Seelen, dann wird die Temperatur fallen, bis der Gefriepunkt erreicht ist.

Welches ist nun der realistische Fall?

Wenn wir als Entscheidungskriterium die Tatsache wählen, dass im Erstsemester meine Annäherungsversuche an eine gewisse Mitstudentin mit den Worten abgeschmettert wurden: „Eher schneit es in der Hölle, als ich Dir meine Telefonnummer gebe …“ und berücksichtigen, dass ich hier immer noch keinen Erfolg hatte:

Variante 3 kann wohl ausgeschlossen werden – also kann man davon ausgehen, dass im Fall der Hölle entweder ein Gleichgewicht oder ein exothermer Vorgang zugrunde liegt.

Der Student erzielte die einzige Eins in dieser Klausur und der Professor stellte die originelle Lösung in Web.

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Herrscher einer Eis-Hölle: Satan nach William Blake.

Eine Lanze für den Pinguin: LINUX, Bastler und diverse Früchtekuchen

 

Das leckere Elektronik-Obstgebäck heisst Banana-Pi, oder das Ur-Modell, mittlerweile schon Kult: Raspberry-Pi. Das ideale Spielfeld für Elektronikbastler, da preiswert, mit vielerlei Peripherie-Zubehör ausgestattet und einfach programmierbar: Die schnell erlernbare Programmiersprache PYTHON macht es möglich. Dabei ist der Kleine PI ein veritabler LINUX-Computer und auch als Messrechner einsetzbar, wie die einst legendäre BASIC-Briefmarke aus den 1990igern. Keine Angst vor Linux: Der Umgang mit dem Pinguin TUX ist mittlerweile sehr relaxed, auch wenn er einen Frack trägt. Es existiert auch schon eine grössere Netz-Community für intressierte Bastelfreunde, wo man sich über Tipps und Tricks austauschen kann.

Mehr gibt es hier:

  • LINUX bei wiki
  • Raspberry PI Einplatinenrechner für Schul-und Lernzwecke, auch zum Realisieren eigener elektronischer Projekte.
  • Hackaday, elektronische Bastlerzentrale mit Blog und Store
  • S.L.U.G: Shropshire Linux User Group
  • Youtube video blog: 101Blog von John Alexander mit Tips und britischem Humor allerdings in englischer Sprache

Nur keine Panik, etwas Geekery muss ab und zu sein! Ausserdem, warum nicht mal Interesse für Kommunikationsmedien ausserhalb des User-Levels zeigen? Vielleicht findet der eine oder andere ein neues Hobby?

Die wirkliche „Computer-Literacy“ nimmt nämlich erschreckend ab – ein wenig am PC herumspielen und Facebook zu nutzen macht aus unserer Jugend noch lange keine echten Freaks oder Geeks, wie wir das noch waren. Im Gegenteil, die reine Konsumentenhaltung mit keinerlei Wissen um die „Black Box“ deren Tasten oder Touchdisplays da betätigt werden ist leider weit verbreitet. Das macht uns auch anfällig für Intransparenz und Abhängigkeiten. Big Brother is Watching You! Also, ran an die Platine und den Lötkolben angeheizt! Nicht bloss den Daumenreflex trainieren.

Die Interpretersprache*** Python ist das dabei neue GFA-Basic, Veteranen des Hardware-Hacks und der OO-Codes der ersten Stunde werden sich erinnern. Ausserdem ist es nach Monty Python benannt, egal was da für schuppige Biester auf den o’Reilly Büchern abgebildet sind.

Und wer keine Früchtekuchen mag, oder Pinguine hasst, weil sie ihn an gestrenge Klosterfrauen erinnern:

Für den gibt es noch die italienische VESPA unter den Scheckkarten-Rechnern: Arduino, er eignet sich besonders für reine Hardware-Hacks, da er hauptsächlich aus einem Mikrokontroller besteht. Ausserdem läuft er gut mit Akku oder Batterie, also auch etwas für autonome Lösungen. Zudem lässt er sich leicht programmieren: Projekte lassen sich schon mit wenigen Codezeilen umsetzen.

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***man kann mit Python genau wie früher bei GFA-Basic echte und auch recht flott laufende executables erstellen, da es auch über einen Compiler verfügt.

Plasmatechnologie in der Praxis:
PVD – Depositionsverfahren für ultradünne Schichten

PVD = Physical Vapor Deposition a.k.a Sputtern oder Kathodenzerstäubung

Grundprinzip einer PVD-Anlage und Grundzüge des Verfahrens

Bei solchen Anlagen wird mit Hilfe der Kathodenzerstäubung eine Beschichtung auf ein Substrat aufgebracht. Bei diesem physikalischen Vorgang wird Material von einem sogenannten Target mit Hilfe von energiereichen Edelgas-Ionen durch Beschuss herausgelöst (vaporisiert). Dann wird es aus der Gasphase wieder auf Substrate abgeschieden. Es lassen sich sehr dünne, reine Filme und auch mehrlagige Beschichtungen erzeugen. Bevorzugtes Material sind Metalle aller Art, aber auch Halbleiter und Isolatoren kommen in Frage. Durch das Einbringen reaktiver Gase in das eigentliche Sputtergas sind auch chemische Prozesse wie Oxidation und Nitrierung während des Abscheidevorgangs möglich.

Wie funktioniert PVD in der technischen Anwendung und wie kann man es sich eine Anlage für socleh Prozesse einfach vorstellen?

Denken wir an die leicht antiquierte Elektronenröhre, wie es sie aus Glas noch heute gibt. Deren Dioden-Anordnung stellt im Wesentlichen das Grundkonzept eine Sputteranlage sowohl im Gleichstrom- als auch im Wechselfeldbetrieb (RF) dar. Eine negative Elektrode (Kathode) liefert die energiereichen Elektronen, welche die Atome des Sputtergases durch Stoss ionisieren. Hierzu braucht man eine Hochspannungsquelle, damit die Austrittsarbeit für die Elektronen aus der Kathode überwunden wird, und eine Gasentladung  (Plasma) gezündet werden kann. Daher richtet sich die Höhe der sogenannten „Zündspannung“ nach dem Targetmaterial (Isolatoren und Halbleiter haben eine höhere Austrittsarbeit als Metalle). Haben die Elektronen durch Stösse die Gasatome ionisiert, werden diese aufgrund ihrer positiven Ladung auf das Target (Kathode) beschleunigt, wo sie Material erodieren können. Dieses wird quasi feinst zerstäubt und landet schliesslich auf dem zu beschichtenden Trägermaterial.

Um eine höhere Einschlagsdichte der positiven Sputtergasionen und damit auch eine grössere Erosionsrate zu erzielen konzentriert man die Stosselektronen zusätzlich mit Hilfe von Magnetfeldern in der Nähe des Targets. Damit erhält man gleichzeitig eine vordefinierte „Einschlagszone“ der Ionen. Eine solche Targetanordnung mit Magneten nennt man Magnetron-Target.

Bei zu hohen Austrittarbeiten greift man auf ein alternatives Verfahren, das sogenannte RF-Sputtern zurück. Davon aber später.

Wie in der Elektronenröhre können die Stossprozesse der Elektronen mit den Gasatomen nur in einem verdünnten Medium stattfinden, d.h. bei geringem Gasdruck. Um Verunreinigungen der Schichten zu verhindern, wird vor Verwendung des Sputtergases die „Röhre“ evakuiert, um reaktive Bestandteile der Atmosphäre zu entfernen.  Da bei sehr dünnen Schichten eine hohe chemische Reinheit unbedingt erwünscht ist, sind die Anforderungen an das erzeugte Vakuum entsprechend hoch – ein Hochvakuum, eben.

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PVD-Prozess: Elektronen treten aus der Kathode aus, werden zum Substrat beschleunigt. Argon-Atome werden von den Elektronen ionisiert zu Ar+. Sie werden zum Target gezogen und tragen dort Material ab. Dieses landet auf dem Substrat.

Damit ein Abscheide-Prozess nach oben dargstellter Methode überhaupt stattfinden kann, benötigt man also folgende Komponenten:

  • einen Edelstahlbehälter (Rezipient, Prozesskammer) mit vakuumdichten Anschlüssen und der Möglichkeit, eine Spannung anzulegen.
  • Ein Pumpsystem mit dem man diesen Behälter evakuieren und während des Prozesses einen gewünschten Sputtergas-Druck (eventuell über ein Drosselventil) stabil halten kann
  • Sputtergasversorgung, aus dem über ein Regelsystem Gas definiert in den Behälter eingeleitet werden kann.
  • Eine Spannungsquelle zur Erzeugung der Sputtergasionen.
  • Halte- und Kühlvorrichtung für Substrat
  • Halte- und Kühlvorrichtung für Target
Schema einer PVD-Anlage
Schema einer PVD-Anlage

Die Wahl von Edelstahl für einen Rezipienten beruht auf folgenden Faktoren: Elektrisch leitend, nicht magnetisch, chemische und thermische Stabilität, gut mechanisch bearbeitbar, Oberfläche polierbar, leicht zu reinigen.

Sputtergase sind normalerweise Edelgase, da sie nicht mit dem Substrat- oder Targetmaterial chemisch reagieren. Ausserdem können sie wieder aus Target und Substrat desorbiert werden. Edelgase besitzen ein höheres Atomgewicht, daher sind sie als Mittel zum Erodieren von Material gut wirksam. Argon ist das am häufigsten verwendete Sputtergas.

Der auch als Rezipient bezeichnete Edelstahlbehälter besitzt verschiedene Durchlässe für:

  • Zugang durch eine große Öffnung (Tür) für die Wartung
  • Schleuse für das Belade-und Entladevorrichtung
  • Große Öffnung für den Anschluss des Pumpssystems
  • Durchführung für eine Messröhre eines Vakuummesssystems (Kontrolle und Regelung des Vakuumzustandes)
  • Anschluss für das Belüftungsgas
  • Anschluss für das Sputtergas
  • Durchführung für die Target-Halterung
  • Durchführungen für bewegliche Komponenten (z.B.: Sputterblenden, bewegliche Substrathalter)
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Kontrolleinheit Turbopumpe
Turbomolekularpumpe - Aussenseite
Turbomolekularpumpe – Antriebs-Aussenseite

Das Pumpsystem für eine Hochvakuumsanlage besteht meistens aus zwei Stufen:

  • einer Pumpe, die ein Vorvakuum erzeugt. Dies kann entweder eine Drehschieberpumpe (Öl) oder ein Trockenläufer (ölfreie Wälzkolbenpumpe) sein.
  •  einer zusätzlichen Pumpe, die über eine Art Kompressorstufe das Hochvakuum erzeugt.
    1. Turbomolekularpumpe (verdichtet mit hoher Drehzahl und feinen Rotorblättern, wassergekühlt) inklusive eines Turbocontrollers (Regelung der Drehzahl). Gasmoleküle werden „angeschubst“ und in Richtung der Vorpumpe gedrängt und abgesaugt.
    2. Kryopumpe  (Stirlingmotor mit Helium als Wärmetauscher, das auf 4 Kelvin gekühlt wird). Gasmoleküle werden „verlangsamt“ und „ausgefroren“.
    3. Meissnerfalle, eine schlichtere Variante der Kryopumpe: Ein Gefäss aus dem Kühllamellen in die Prozesskammer ragen, wird mit flüssigem Stickstoff befüllt – keine echte Pumpe, eine Zusatzvorrichtung bei Einsatz von Turbopumpen.
    4. Sorptions- und Getterpumpen binden Gasmoleküle an eine reaktive Oberfläche, aktiv (Ionengetter) oder passiv (Sorption)
  • einem Absperr-/Drosselventil, das die Hochvakuumpumpen von der Prozesskammer abschotten kann, bzw zur Regelung der Abpumpleistung.
  • Hochvakuumspumpen können im Allgemeinen zerstörungsfrei erst ab einem gewissen Unterdruck arbeiten.
Mass flow controller
Mass flow controller für die Sputtergasdosierung
venzil1
Belüftungs- und Einlassventile
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Drosselventil VAT zur Turbopumpe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Versorgung des Edelstahlbehälters mit verschiedenen Gasen:

Die verwendeten hochreinen Gase befinden sich in Edelstahlflaschen unter hohen Druck. Am Auslass der Flaschen befinden sich zwei Manometer, das erste zeigt den Druck der Flasche (z.B.: 100 bar) an, das zweite kontrolliert den über einen Druckminderer reduzierten Vordruck (z.B.: 6 bar).

  • Zum Belüften des Behälters wird meist reiner Stickstoff verwendet. Über ein Nadelventil (mechanisches Ventil mit Mikrometerschraube fein dosierbar) kann der Behälter schonend ohne Druckstoss belüftet werden.
  • Das Sputtergas (meist Argon) wird über polierte Edelstahlrohre an eine Gasregeleinheit (mass flow controller) herangeführt. Mit Hilfe dieser Regeleinheit kann ein definierter Gasfluss zur  Prozzesskammer hergestellt werden.

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Zur Erzeugung eines Plasmas benötigen wir eine Spannungsquelle:

  • Gleichstrom-Spannungsquellen, übliche Leistungen 500W bis zu 18KW bei Spannungen von mehreren hundert Volt. Die Kathode wird an das Target (Material, das abgetragen werden soll) und die Anode an das Substrat (Träger, auf den das abgetragene Material deponiert werden soll) angeschlossen.
  • RF-Generatoren mit den freien Frequenzen von 13,56 MHz oder einem Vielfachen. Es wird ein hochfrequentes Wechselfeld zwischen dem Target und dem Substrat angelegt. Die Leistungen betragen bis zu mehreren kW. Dieses Verfahren wird meist bei isolierenden Materialien, bzw. solchen mit hohen Austrittsarbeiten verwendet, oder bei geringen Sputterdrücken.
    • Die Elektronen für die Stossionisation des Sputtergases kommen dann z.B. von den leitfähigen Teilen des Substrathalters/Substrats, sie werden im Hochfrequenzfeld hin-und herbeschleunigt, was ihre Wechselwirkungswahrscheinlichkeit mit dem Gas erhöht.
    • Die entstehenden Gasionen sind zu träge, um der Polumkehr des Feldes zu folgen, sie landen schliesslich auf dem durch eine zusätzliche Gleichspannung negativ aufgeladenen Target, wo sie das Material erodieren.
    • Da das gesamte RF-System einen kapazitiv gekoppelten Schwingkreis darstellt, muss es jedoch, damit auch die Leistung am Target ankommt, wie ein Radiosender elektrisch abgeglichen werden (kapazitive Impedanz). Dies bewerkstelligt eine sogenannte Matchbox mit RCL-Gliedern, der Abgleich funktioniert wie beim Dampfradio über regelbare Dreh-Luftkondensatoren.

Wichtig für das Beschichtungsergebnis ist die Lagerung und Befestigung der Substrate:

  • Es gibt daher unterschiedliche Substratbefestigungsvarianten mit oder ohne Temperierungsmöglichkeit. Um grössere Mengen an Substraten zu beschichten kommen auch Horden oder Batches zur Anwendung, die meistens unter dem Target verfahren werden, um eine gleichmässigere Abscheidung zu ermöglichen.
  • Auch die Abscheidetemperatur beeinflusst sehr stark die Schichteigenschaften (z.B. Dichte, Spannung, spezifischer Widerstand, Korngrössen, Reflektivität, Brechungsindex). Deshalb wird heute die Substrataufnahme meist thermisch kontrolliert, um stabil reproduzierbare Schichten mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen.

 Unbewegliche Substrathalter

  • Mechanische Halterung: Ein Ring drückt das Substrat am Rande gegen den Substrathalter (clamping)
  • Diese Substrathalter können meist temperiert werden (elektrisch geheizt werden)
  • Temperaturkontrolle: Zwischen dem Substrathalter und dem Substrat befindet sich ein inertes Gas (z.B.:Argon), das für den Energietransport sorgt.
  • Resultat der mechanischen Halterung ist die nicht vollständige Bedeckung des  Substrats (Randausschluss)
  • Elektrostatische Halterung: Über ein elektrostatisches Feld von mehreren tausend Volt wird das Substrat gehalten. Die Temperierung verläuft analog der mechanischen Halterung
  • Vorteil : Abscheidung vollständig auf dem gesamten Substrat.

Bewegliche Substrathalter – Drehteller oder verfahrbare Paletten mit Ablagetaschen für die Substrate.

  • Ablage ohne definierte Halterung mit nur geringer Fixierung: Die Substrate liegen in einer Vertiefung und haben keinen ganzflächigen Kontakt zum Halter. Eine Temperierung des Substrathalters ist nur in kleinen Temperaturbereichen möglich.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf PVD-Abscheidung mit Hilfe einer Magnetron-Sputteranalge. Es kommen einfache Rundtargets zum Einsatz.

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Ausgebautes abgebranntes Target: Kupferner Halte-Einsatz mit Anschlüssen für HV und Kühlwasser. Einsätze verbrauchter Targets werden durch Neubelegung recycled.

Aufbau, Haltevorrichtung und Kühlung der Targets

  • Das Target, also das zu sputternde Material, wird bei einem Rundtarget auf als dünne Scheibe vollflächig auf eine Kupferhalteplatte gelötet. Diese Kupferhalteplatte wird dann über Teflon- bzw. Keramik und O-Ringe zur Kammer hin isoliert montiert. Sie ist mit der Spannungsversorgung elektrisch (Kathode) z.B.: über ein Kupferband verbunden.
  • Andere Bauformen: Bei Klemm-Targets von High-Volume Beschichtungsanlagen werden dickere Barren des Beschichtungsmaterials werdet.
  • Immer kommt Material von sehr hoher Reinheit zum Einsatz: In der Halbleiterherstellung ist es 5N-Qualität = 99.999 % rein.

Nicht nur die Substrat-, auch die Targetkühlung ist notwendig, da dieses durch den Beschluss mit Ionen stark erhitzt wird. Eine gute Kühlung wird durch den Wasserfluss innerhalb der Kühlkanäle in den Kupferhalteplatten erreicht.

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Zerlegtes Target: Es besteht aus einer Kupferhalteplatte mit Wasserkanal (rechts) mit den beiden Wasseranschlüssen. Über das Wasser wird die beim Sputtervorgang erzeugte Wärme abgeführt. Auf der linken Seite des Bildes ist das Magnetjoch mit dem Mittelmagneten sowie den kleinen Magneten am Rand zu sehen. Nun wird auch verständlich, warum wir in der Mitte des Targets keinen Materialabtrag haben.
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In diesem Bild sieht man das Targetmaterial. Diese Seite ist der Prozesskammer zugewandt. Durch die Magnetronanordnung erzeugter Sputtergraben mit blindem Fleck in der Mitte. Diese ungleichmässige Erosion der Sputtermaterials führt zu einer geringen Nutzung der Gesamtfläche und einem vorzeitigen Verschleiss des Targets.
Auf diesem Bild ist im oberen Teil des Bildes die Kupferhalteplatte zu sehen. Im unteren Bereich ist gut das Sputtermaterial erkennbar, das über ein spezielles Indiumlot mit der Kupferplatte verbunden ist.
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Abgebranntes Target, mit durchgesputtertem Erosionsgraben.

Wenn man das Target, das nur eine realtiv geringe Dicke hat, nicht rechtzeitig austauscht, kann durch das Material durchgesputtert werden, und man erreicht das Bondmaterial oder gar das Kupfer der Halteplatte. In diesem Fall sind die abgeschiedenen Schichten wertlos, da kontaminiert.

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Eingebautes und angeschlossenes Target. Es ist über einen O-Ring und einer Teflonscheibe mit der Prozesskammer verbunden. Der Wasseranschluß erfolgt über zwei Schnellkupplungen. Der Hochspannunganschluß erfolgt über ein Kupferband an der Aussenseite (im Vordergrund).
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Neuere Sputteranlagen für Massenproduktion und großem Substratdurchmesser setzen eine verbesserte Bauform ihrer Targets ein: In diesem Fall ist die Nutzung des Targets mit Hilfe von vier Magnet-Anordnungen wesentlich höher.

Es gibt Magnetrontargets auch als keilförmige „Segmenttargets“ oder noch exotischere Varianten, wie die bereits erwähnte Barrenform. Zusätzlich kann das statische Magnetfeld für eine noch bessere Nutzung des Targets durch ein sweep-Elektromagnetfeld ersetzt werden.

Eine Anlage mit Drehteller erfordert eine Zusatzmassnahme für eine gleichmässige Abscheidung. Wegen einer radial abhängigen Dicke der Beschichtung muss dies ausgeglichen werden. Hierfür nimmt man an den zunächst ungleichmässigen Schichten eine Dickenmessung vor (Mapping) und errechnet aus den Werten eine Ausgleichsblende für das Target – die sogenannte Uniformityblende.

Diese wird zwischen dem Target und dem Substrat eingebracht.

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Uniformity-Blende: Der Ausschnitt wird bestimmt durch unterschiedliche Abtragsraten am Target. Der größere Ausschnitt im oberen Bildbereich zeigt zum Tellerrand, der untere kleinere Ausschnitt zeigt zur Drehachse des Teller. Somit wird die unterschiedliche Deposition bedingt durch die Drehung kompensiert.

Der Nachteil einer solchen Anordnung ist die Deposition des Materials auf dieser Blende, was bei genügend hoher Dicke wegen der Spannung dazu führt, dass es  abplatzt und die Blende gereinigt werden muss, da sonst ein Partikelproblem nicht zu vermeiden ist.

Alle Targets können über verfahrbare Schutzblenden abgedeckt werden, damit sie sich nicht beim Sputtern gegeseitig kontaminieren dazu kommt noch ein Dunkelfeld-Schild, der verhindert dass im Innenraum des Targets ein Plasma brennt. Zum Schluss braucht man noch eine sogenannte Vorsputterblende, die bei aktivem Target vor dieses gefahren wird um eine Vorreinigung zu ermöglichen.

Wie läuft so eine Prozessfolge konkret ab, wie kann man nun ein Plasma sicher erzeugen und den Abscheideprozess stabil halten?

  • Die Prozesskammer wird abgepumpt:
    1. Die Vorpumpe ist eingeschaltet und pumpt die eingeschaltete Turbopumpe ab und den Rezipienten ab.
    2. Die Ventile der Gasversorgung sind geschlossen.
    3. Bei Erreichen des Vordrucks in Prozesskammer und Turbopumpe wird das Kammerventil zur Turbopumpe geöffnet. Nun muss gewartet werden, bis das gewünschte Basisvakuum erreicht ist.
  • Alle Schutzblenden sind vor die inaktiven Targets gefahren, die Vorsputterblende steht auf „geschlossen“
  • Einlass des Sputtergases (z.B.: Argon) mit einem vordefinierten Fluss.
  • Anlegen einer DC-Spannung an Anode und Kathode. Alternativ: Aktivierung des RF-Generators. Ist genug Gas vorhanden und die Zündspannung erreicht, ensteht die Plasma-Entladung, was durch ein kleines Sichtfenster in der Kammer optisch kontrolliert werden kann. Je nach Gas-Sorte entsteht ein unterschiedlich farbiges Leuchten, wie bei einer Aurora Borealis.
  • Durch Beobachtes der Strom/Spannungswerte am Target lässt sich die Sputterleistung ablesen.
  • Um das Target zu reinigen wird eine gewisse Menge Material bei geschlossener Blende abgetragen.
  • Schliesslich fährt der Substrateller los, die Vorsputterblende öffnet sich, die Beschichtung startet.
  • Die Dicke kann über eine feste Abscheidezeit oder die Anzahl der Tellerumdrehungen eingestellt werden.

Um nicht ständig ein neues Basisvakuum herstellen zu müssen, dies kann bei anspruchsvollen Prozessen über Nacht andauern, arbeitet man bei industriellen Anlagen mit einem Zwei-Kammersystem:

  1. Der eigentlichen Prozesskammer mit dem (Ultra)-Hochvakuum.
  2. Einer Belade-(Transfer)Kammer mit Ladevorrichtungen und kleinem Volumen, die schnell evakuiert werden kann. Hier werden die Substrate eingebracht und wieder entnommen. Diese Station erreicht mindestens Feinvakuum, arbeitet meistens aber auch schon mit einem Hochvakuum geringer Stufe. Schliesslich erledigt ein Robotsystem in der Transferkammer die Beförderung der Substrate in die Prozesskammer, die mit der Ladestation durch eine Schleuse verbunden ist.
  3. Der Verlust an Vakuumsgüte ist also durch das Beladen der Anlage mit Substraten sehr gering, eine schnelle Prozessierung von Losen daher möglich.

Soviel zu den Grundlagen der „PVD-Beschichtung“ – weiter geht es mit „Der Teufel steckt im Detail und was ist ein Bias?“, den nächsten Teilen unserer Serie.

Ausserdem geht es noch um Substravorbehandlung und Targetkonditionierung …

 

Statistik ist kein Hexenwerk!

Ich glaube nur der Statistik, die ich selbst gefälscht habe …

Sir Winston Churchill

An dieser Aussage erkennt man die allgemeine Skepsis gegenüber solchen Datenanalysen. Die Ursache für Churchills Kritik liegt aber weniger in der mathematischen Behandlung als vielmehr bereits in der Art der Erhebung der Grunddaten begründet. So kann durch z.B. die Auswahl der Stichprobe bei einer Befragung absichtlich oder unabsichtlich eine Beinflussung des Ergebnisses erfolgen.

Bei der folgenden Auswertung der gesammelten Daten besteht eine Quelle an Unsicherheit hauptsächlich bei nichtmetrischen Merkmalen. Bei sogenannten variablen Grössen wird normalerweise bereits bei der Messung*** und Aufzeichnung nur ein geringer Manipulationsspielraum zugelassen.

Bei attributiven (nichtmetrischen, beschreibenden) Grössen, die man zuerst kategorisieren muss, um sie in eine Zählstatistik, zu wandeln, damit man daraus eine Verteilungsfunktion ableiten kann, stellt sich dieses Problem u.U. gleich zweimal: Einmal bei der Erfassung und dann bei der Einteilung in Kategorien (z.B. Klassenbreiten).

Es gibt zwar Anwendungs-Regeln für solche Verfahren, aber ähnlich wie bei Messverfahren, die von Personen*** durchgeführt werden, der Einfluss des Analysten ist trotzdem nicht auszuschliessen. Daher mus hier besondere Achtsamkeit herrschen, um nicht Artefakten aufzusitzen.

Für Interessierte:

Ich biete Statistik-Kurse besonders für Ingenieure und Techniker in der Produktion und natürlich im Qualitätsmanagement an.

***normalerweise: d.h. bei durch Messmaschinen und vom Prüfer unabhängig gewonnene Daten. Hier reicht ein Nachweis der Kalibrierung und Maschinenfähigkeit der Messapparatur. Anderfalls muss die Unsicherheit der Messgrösse durch eine geeignete MessSystemAnalyse (MSA), nach z.B. GRR, zuvor überprüft und immer wieder verifiziert werden.

Steampunk Welten: Kapitän Nemo trifft Captain Kirk

Steampunk – das Wort haben viele schon gehört … vielleicht? Es handelt sich hier um eine komplette Subkultur, die eigentlich zurück auf Werke von utopischen Schriftstellern des frühen 19. Jhd. geht. Dazu kommt ein als magisch empfundenes Element, z.B. Alchemie oder Einflüsse aus der Horror-Literatur. Gemeinsam ist allem die Konstruktion einer Alternate Reality (AU). Dieses wurde schon in anderen Genres versucht, wie in der SciFi, wo meist eine fortschrittsorientierte, positiv aufgeladene Zukunftswelt vorgestellt wurde: Das Star Trek Universe ist so ein Beispiel. In solchen Szenarien war das AU aber eher ein Setting, das neben der Handlung als schmückendes Beiwerk diente. Beim Steampunk übernimmt die Alternativwelt allerdings die Hauptrolle, was den oft extrem detailverliebten Beschreibungen und Umsetzungen geschuldet ist. Steampunk inszeniert auch eher eine Märchenwelt als eine Gesellschaftsutopie

Das Phänomen Steampunk wurde von vielen Autoren bereits aufgegriffen, als das Wort noch gar nicht existierte. Steam=Dampfkraft darf hier nicht zu wörtlich genommen werden, es steht eigentlich für „Retro-Technologie“, so gibt es dann auch Diesel-Punk (1900-1930) oder Tesla-Punk ( fantastische Elektrotechnik). Und – wie sollte es auch anders sein Nazi-Punk, wo mit den angeblichen Wunderwaffen des 3. Reichs herumfantasiert wird, meistens zum Glück in satirischer Form.

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Technik-Utopie trifft Gothic – Steampunk Fairy ©scrano 2016
Referenzen: Steampunk circus girl by mizzd stock, books:jeanicebartzen27, wings:cocacolagirlie, dial:nieblastocks, candle: darklingstock;

Steampunk in der Literatur:

Klassiker: Jules Verne, H.G.Wells, Mary Shelley, E.A.Poe, H.P.Lovecraft, sogar Mark Twain.

Modern: Philip K.Dick, Andre Norton, Frank Herbert, Terry Pratchett, Stephen King, Philip Pullman und viele andere, deren Alternativuniversen nicht nur technophile Utopien darstellen. Alle diese Autoren legen Wert auf elaborierte Darstellungen der „Dinge des täglichen Lebens“, mit den die Protagonisten den Alltag in ihrem exotischen AU meistern. Hervorzuheben ist hier vor allem Philip K. Dick „The Man in The High Castle“ und Philip Pullman’s „His Dark Materials“.

Viele Graphic Novels, selbst Manga spielen mit dem Thema. In der modernen Steampunk-Literatur haben die alten Klassiker manchmal sogar einen Auftritt als Romanfigur – H.G. Wells zum Beispiel. Bei den Wissenschaftlern avancierte besonders der exzentrische Nicola Tesla zum Kult-Heros der Szene. Da hätte ich doch einen Vorschlag: Wie wäre es mit Sir Isaac Newton, Genie, Physiker und Alchemist? Traut sich einer ?

Film und TV:

  • Der Goldene Kompass, nach Philip Pullman’s „His Dark Materials“
  • Dune, obwohl SciFi hat einen gewissen Retro-Charme, was Technologie anbelangt, dazu noch das Element des Schamanismus
  • Sky Captain and the World of Tomorrow (Diesel Punk – Nazi Punk)
  • Time Machine, ich liebe die Version von 1960, aber die Sets in der neuen Verfilmung sind einfach Klasse
  • Wild Wild West, Kinoversion einer TV-Serie aus den 1970igern
  • Legend – eine TV-Serie, die es leider nicht in unser TV geschafft hat – Steampunk, Western Style, lustig und mit MacGyver & Q!
  • Iron Sky – Nazi Punk, völlig überdrehte Satire
  • Liga der ausserordentlichen Gentlemen, nach einer Graphic Novel
  • Warehouse 13, TV-Serie mit jeder Menge Steampunk-Artefakten und einer weiblichen H.G.Wells!
  • Sherlock Holmes – Kinoversion mit Robert Downey, Jude Law
  • Tomb Raider – Erster Teil der Lara Croft Videogame Verfilmung
  • Dr.WHO – the one and only … Geniestreich der BBC
  • Prestige – Meister der Magie, wo Nicola Tesla einen unvergesslichen Auftritt hat

Videospiele sind auch auf Steampunk abonniert: Bei so einem Angebot an AU – wäre auch verwunderlich, wenn nicht.

Kunst:

  • Digital Art als Malerei und Mixed Media gibt es jede Menge im Kunstportal deviantart.
  • Skulpturen, die oft sehr aufwendig gestaltet sind und Retro-Technik simulieren, auch Grossplastiken.
  • Retro-Design für moderne Technik, wie bei Computern.
  • Natürlich Schmuck und Mode, für die Fan-Szene, die sich in dem wohl aufwendigstem Cosplay ergeht, das jenseits des Trekkie-Versums existiert.
  • Neo-Logismen, die wissenschaftliche Begriffe durch mystisch eingefärbte ersetzen: Anabaric für elektrisch, Differenzmaschine für Computer, Marconiphone für Mobile Phones (sollte besser Teslaphone heissen) oder der Wiedereinführung des Äthers als eine Art Weltraum-Medium.

Wie man sieht, ist Steampunk nicht so sehr die Verherrlichung der Technik, wie in den oft naiven Space Operas – und dem jüngsten Utopia-Kinderfilm von George Clooney (hey – Kaffee in Alukapseln ist eine Umweltsauerei, Du Heuchler) – A World Beyond. Hier werden die alten Techno-Heroen wieder einmal missbräuchlich zitiert.

Gerade indem Steampunk auf Verne, Wells und Shelley zurückgeht – mit Einlassungen von Poe und Lovecraft, ist es durchaus eher techno-skeptisch und wenig future-euphoric. Nicht umsonst stzt es sich zusammen aus Steam (oder einem anderen Schlüsselwort für eine technologische Ära) und Punk (entwertet, Schrott). Dies zeigt schon eine ironisierende Haltung zu der Thematik, dazu kommt noch ein postapokalytischer Touch. Es sollte daher vielleicht heissen: Nemo und Kirk treffen Mad Max …? schliesslich hatten H.G.Wells und Jules Verne*** durchaus düstere Vorstellungen von der Zukunft der Menschheit – da hilft auch kein Art Deco oder Victorian Gothic Schick als Puderzucker.
Jules Verne’s eher kritische und fortschritts-skeptische Anmerkungen in seinen bekannten Romanen wurden von seinem Verleger allesamt zensiert. Erst spät fand man in seinem Nachlass entsprechende Zeugnisse, unter anderem den sehr düsteren Roman: „Paris im 20. Jahrhundert.“

H.G. Wells berühmtes Werk „Time Machine“ ist eigentlich eine sehr böse Satire auf die Klassengesellschaft im viktorianischen England. Sein Gesamtwerk ist sehr politisch, in vieler Hinsicht ähnelt er damit Mark Twain.

Warum also dieser Steampunk-Hype, trotz der morbiden Tendenzen? Wie bereits gesagt, eine Märchenwelt – wie Harry Potter für Kids, eben für Erwachsene. Fin de Siecle Dekadenz hatte schliesslich Stil und Eleganz, daher wirkt dieses ästhetische Konzept zusammen mit Art Deco oder Jugendstil auch in unsere Zeit hinein. Und es gab noch etwas Aufregendes, Romantisches und Sehnsuchtsvolles in der viktorianischen Epoche, trotz aller Schwanengesänge. Ein bisschen Apokalypse ist auch ganz schön – wenn man sie durch eine coole Steampunk-Brille betrachtet!

Also auf zu Abenteuer, Romantik und schräger Wissenschaft, wie es in einem Fan-Magazin heisst.

PVD-Abscheidung: Vorbedingungen

Allgemeine Vorkonditionierung der PVD-Anlage

Doch nun zunächst zu Randbedingungen, die für alle Schichten innerhalb einer Halbleiter-Fertigungsprozessfolge gelten:

Am Allerwichtigsten ist die Abscheidung von möglichst partikelfreien Schichten in einer sauberen Prozesskammer !! Diese Sauberkeit muss über eine möglichst lange Zeit gewährleistet sein und ist ein Haupkriterium für die Uptime (Verfügbarkeit) der Anlage –> Reinigungszyklen.

Öffnen z. B.: Handlingsproblemen, Substratbruch oder Target-tausch bedingt immer Reinigungsmassnahmen:

  • Anlage von Substratbruch befreien und Rezipient mittels Hausvakuum aussaugen.
  • Prozesskammer mit möglichst partikelfreien Tuch, in Isopropanol getränkt, dort  reinigen, wo wir glatte Oberflächen haben.
  • Kammerteile, die mit einer besonderen Haftschicht gegen Abplatzen (z.B. eine besondere grobe Aluminiumschicht, wie von der Firma Cleanpart) ausgerüstet sind, nur vorsichtig absaugen! Ansonsten generieren wir Partikel ! Zur Erinnerung: Diese Haftschicht gleicht mechanische Spannungen zwischen den Kammerteilen und dem zu sputternden Material aus, das auch hierhin abgeschieden werden kann, nicht nur auf das Substrat.
  • Dichtungsringe, O-Ringe auch mit Isopropanol reinigen.

Während des Betriebes kann es von großem Vorteil sein, die Transfer-Kammer, in der Substrate eingeschleust werden, nur langsam zu belüften. Denn 100% partikelfrei klappt in der Praxis nicht, und wenn wir schnell belüften, werden noch verbliebene Partikel aufgewirbelt und landen auf den Substraten.

Targets sind Verbrauchsmaterial und müssen regelmässig gewechselt werden:

Neues Target eingebaut, was nun ?

Target vorbereiten zur Deposition, der sogenannte Reinigungs- und Konditionierungsrun:

Das Targetmaterial, eine bis zu 5mm dicke Scheibe, wird meist mit einem temperaturfesten Indiumlot auf die Halteplatte gelötet. Nach dem Lötvorgang wird der überstehende Targetrand abgeschliffen, so dass die Kupferhalteplatte mit dem Targetmaterial bündig abschliesst. Danach reinigt der Targetlieferant das komplette Target und schweisst es vakkumdicht in Folie ein. In diesem Zustand bleibt das Target beliebig lang verwendbar.

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Eingeschweisstes Target bei Lieferung.

Nach dem mechanischen Einbau des Targets und Verbindung mit seinen Anschlüssen, Wasservor- und Rücklauf sowie elektrischer Kontakte, muss das Targetmaterial erst einmal freigesputtert werden. Die Targetoberfläche ist meist durch, wenn auch sehr dünne Beläge, von Feuchtigkeit und/oder Oxid kontaminiert.

Beim DC-Sputtern erhöht man langsam die Leistung von 20% auf 100% in 10%-Schritten mit einer Zeitvorgabe von jeweils 2 Minuten. Es ist darauf zu achten, dass das Plasma stabil brennt und nicht flackert. Erst wenn es schwankungsfrei brennt, sollte die Leistung erhöht werden.

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Polierte Oberfläche eines frisch eingebauten Targets

Nach diesem „Freisputtern“ bietet das Target eine saubere Oberfläche ohne Beläge.

Es muss jedoch noch konditioniert werden. Diese Massnahme hat das Ziel, die sich anfangs sehr stark ändernde Abtragsrate in einen gleichmässigen „Abbrand“ überzuführen. Erst dadurch erhält man eine zeitlich homogene Depositionsrate. Ein sehr gutes Indiz für ein konditioniertes Target ist das stabile Strom/Spannungs-Verhältnis, dass während des Sputterns kaum schwankt. Bei unserer Anlage werden ca. 2 Stunden sputtern bei 90% der Leistung benötigt.

U/I-Kurven während der Konditionierung:

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Auf diesen Plots ist zu erkennen, wie die Spannung auf einen stabilen Wert sinkt, während der Strom steigt und dann bei einem nahezu festen Wert verbleibt. Es bildet sich bei dem Vorgang eine Kornstruktur auf der Targetoberfläche aus. Ein neues, unkonditioniertes Target hat dagegen eine fein geschliffene, ja fast polierte Oberfläche.

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Angesputtertes Target nach Konditionierung: Graben und freigelegte Kornstruktur. Die Körnigkeit der Oberfläche hat auch Einfluss auf die Struktur der abgeschiedenen Schicht.

Durch das Einfahren bildet sich auch der für Magnetrontargets typische Erosionsgraben im Targetmaterial. Während des Targetlebens wird dieser Erosionsgraben immer tiefer, bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Targetmaterial durchbrochen wird und das Indiumlot zum Vorschein kommt. Dies ist jedoch zu vermeiden, da es zu Kontamination führt. Hilfreich dafür ist ein funktionierender Betriebsstundenzähler, der bei einem richtig voreingestellten Limit eine Warnmeldung zum rechtzeitigen Targettausch anzeigt.

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Damit alles läuft, wie geschmiert: Vorbehandlung von Substraten …

Altersdiskriminierung – nein danke!

Vor allem auch an den Universitäten macht sich Altersdiskriminierung breit – dabei haben ältere Semester nachweislich höheren Studienerfolg und das Märchen vom Jung-Genius in den MINT-Fächern ist schon lange überholt, selbst in Mathematik. Eine nette „urban legend“, mehr nicht. Die gab es vielleicht mal in UNSERER Generation, weil wir als Studenten nicht mit allen Mitteln der Zeitvertreibsgesellschaft ausgerüstet waren und noch TATSÄCHLICH in der Garage bastelten. Und auch meistens nur in den USA, da man es dort mit einer von selbsternannten Eliten beherrschten formalen Ausbildung nicht so ernst nahm.

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Doch zurück zum Grauwerden: Wie das Rätsel der Sphinx es ausdrückt – jeder muss sich mit dem Alterungsprozess abfinden – dann ist Schluss mit rosa Brille, Licht und Liebe und sonstigem Eskapismus-Torheiten. Da hilft auch kein Pseudo-Schamanentrip mit Ayahuasca-Session in irgend einem verlausten Dschungelcamp. Auch Botox und das Festtackern der Gesichtshaut hinter den Ohren sind irgendwann überstrapaziert. Und bei Brüsten, liebe Mit-Genossinnen, ist die Schwerkraft nun einmal unerbittlich. Die Realität holt jeden ein – davor kann man auch nicht in virtuelle Welten flüchten, trotz der Flut von sinnlosen Zerstreuungsmöglichkeiten, die es gerade bei den elektronischen Medien gibt, und mit denen uns ein rosa Schleier über die traurige Wirklichkeit gebreitet wird. Den Gipfel des Ablenkungs-Schwachsinns stellt gegenwärtig der Pokemon-Go Hype dar – jetzt müssen Unternehmen schon MA anweisen, in Gefahrenzonen das Fangen virtueller Monster zu unterlassen! Was für eine Welt von ERWACHSENEN haben wir da mit unseren gut gemeinten, aber mittlerweile als fragwürdig geltenden, libertären Erziehungsmodellen geschaffen? Wenn früher jemand unsichtbare Ungeheuer fangen wollte, hat man ihn in eine Zwangsjacke gesteckt – und das vollständig zu recht!

Wehrt Euch, liebe Silberfüchse- und Innen, wir sind bald in der Mehrheit – dann lassen wir uns nicht mehr gängeln oder abschieben! Statt Spassgesellschaft mit dem Augenmerk auf „work-life“ Balance soll wieder Einsicht, Weitsicht und Verantwortungsbewusstsein über Ego-Posieren und dreiste Spiegelfechterei siegen! Bekämpfen wir den Jugendwahn! Die Welt ist kein Spielzimmer.

Lieber Anstand und Verstand als einen kulturellen und sozialen Notstand, wie wir ihn gerade erleben!

Ein Nachtrag:

Zum Thema Personalien bei Bewerbungen und dem Argument, dass aus Gründen der Vermeidung von Diskriminierung das Geburtsdatum (bei einigen wenigen Jobportalen) nicht mehr angegeben weren muss:

Ist doch totaler Unsinn, da im CV eine CHRONOLOGISCHE Aufstellung mit Datum des z.B. Hochschulabschlusses erwartet wird – also was soll’s. Schmäh, Zynismus und Hohn.

Neueste Blüte: Schulungsmassnahmen für ältere hochqualifizerte Arbeitslose.

  • Vielleicht kann man ja bei dem hier eine Fortbildungsmassnahme buchen … zumindest keine Spur von Thanatophobie, wie sonst in der Gesellschaft.
  • Selbst bei LinkedIn hat man was gemerkt.
  • Und der VDI warnt schon länger.
  • Noteninflation: Die Studierenden haben es einfach nicht mehr drauf – deshalb werden selbst die grössten Nieten noch mit Bestnoten bedacht – wollen Sie wirklich so jemanden Projekte anvertrauen?
  • Die immer kläglicher ausfallenden Resultate sprechen für sich – da muss dann eben mit Software getrickst werden, wenn die jugendlich-nassforschen Ingenieure bei der Motorentwicklung versagen.
  • Aber für so gesellschaftsrelevante Berufe wie
    • Social Media Manager – im Ernst ?
    • oder SEO-Optimierer – das Glanzstück – reicht es dann vielleicht noch.
  • Dass viele der Unternehmen mit ihren Anzeigen, in denen vom „jungen Team“ geschwärmt wird, oder deren Aufmachung (das ach so trauliche „Du“) bestimmte Zielgruppen anspricht und auch bewusst welche ausgrenzt, sogar einen Rechtsverstoss begehen, sollte auch viel stärker bewusst gemacht werden.
  • Wehrt Euch, ältere Semester, notfalls mit Klagen! Die Beweislast liegt bei den  diskriminierenden Unternehmen – ganz richtig.

Und noch ein rosa BonBon zum Schluss:

Wer von Euch OverSexties hat ein Mobile Phone – Handy sagen nur dumme Gören und Mainstream-Moderatoren mit IQ unter null – zuhause?

Da dürfte wohl das Angebot der magentafarbigen Dele…geh Firma interessant sein: Jede Menge günstige Tarife nur für JUNGE LEUTE, KEIN! einziges solches Paket für Renter oder Senioren. Da wir für den „hippen“ Laden wohl nicht existieren, sollten wir diesen Gefallen ruhig zurück erweisen. Bilder der glücklichen Kundengemeinde sprechen wieder einmal Bände.

Schämt Euch! Ab ins nächste Mauseloch, Ihr Jugendwahnsinnigen.

 

Darknet – Ein wenig Licht ins Dunkel

Ein nützliches E-Book als Information über das Darknet aus der Sicht von IT-Security aus dem Haus o’Reilly:

  • Patrolling the Dark Net

Gratis-Download von der Verlags-Seite.

Ein  Bericht bei Heise: Unterwegs im Darknet.

Mal ohne Sensationsheischerei seitens der Journaille und von Fachleuten erstellt.

 

penguinpanda
Criminal Tango – oder Schutz vor Schnüffelei?