Innovative Beschichtungskonzepte für die Herstellung optischer Schichten. H. Liepack, W. Hentsch

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2 FHR Anlagenbau GmbH Eine Hochtechnologiefirma für Vakuumbeschichtungs- und Strukturierungstechnik : 15 Jahre erfolgreich weltweit tätig! Gründer und geschäftsführende Gesellschafter: Dr.-Ing. Reinhard Fendler Dipl.-Phys. Wolfgang Hentsch Dipl.-Ing. Christian Ränsch Mitglied: SEMI - Semiconductor Equipment and Materials Int. SILICON SAXONY e. V. EFDS - Europ. Forschungsgesellschaft Dünne Schichten

3 Neue Geschäftsräume: Seit Januar 2000: 3000 m² in Ottendorf-Okrilla 1800 m² zusätzliche Fläche geplant etwa 2006/ m² in Radeberg Seit November 2001:

4 Neue repräsentative Geschäftsräume für ein kreatives und repräsentatives Arbeitsumfeld

5 Neue Geschäftsräume für Anforderungen an Produktion im Hochtechnologiebereich

6 Kontinuierliche Umsatzentwicklung durch klare Strategie! Mio Derzeit 79 Mitarbeiter, Schaffung eines Kernpotentials Davon: 45% Mitarbeiter F&E, Prozessdesign, Anlagendesign 32% Mitarbeiter Produktion, Montage 23% Mitarbeiter allg. Verwaltung

7 Konsequente Ausrichtung auf Qualität Zertifizierung nach DIN EN ISO 9001 seit 1997

8 Kernkompetenzen und Geschäftsfelder: Innovative Technologien und Ausrüstungen zum Beschichten ( vorwiegend PVD ) und Strukturieren dünner Schichten mit Hochtechnologieausrichtung für Anwendungen vorwiegend in den Bereichen: - Elektronik / Mikroelektronik / Displays - Datenspeicherung CD, DVD - Optik transparente Schichtsysteme - Automobilbau - Alternative Energien Dünnschicht Solarzellen Dienstleistungen und Handelsaktivitäten in diesem Bereich

9 Innovative Beschichtungskonzepte optischer Schichten

10 Hohe Anforderungen von Seiten der Kunden Produktivität der Anlagen Schichtdickenhomogenität, besser 3% Stabilität des Abscheideprozesses über die gesamte Targetlebenszeit auch für reaktive Sputterprozesse niedrige Abscheidetemperaturen, z.b.: < 80 C für PMMA-Substrate

11 FHR In-Line-Versuchsanlage In-Line-System für reaktive/nichtreaktive Beschichtungsaufgaben, optimiert für rationelle und hochproduktive Industrieanwendungen

12 TP2.2 TP3.1+2 frei TP6.1+2 frei K4: Ar / O 2 K7: Ar / O 2 K2: Ar DMS2 in K3: Ar / O 2 Heizer DMS1 in K6: Ar / O 2 TP2.1 TP4.1+2 TP7.1+2 Q3 Q4 Q1 Q2 Heizer Hf-Ätzer DMS2 Ti / TiO 2 TP5.2 DMS1 Si/SiO 2 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 Ausgabeschleuse Eingabeschleuse Zwischenabsaugung TP5.1 Modulares System Beidseitige Beschichtung möglich Unipolares und Bipolares-Sputtern Konsequentes Entkoppeln der Prozeßräume Frei programmierbares Antriebssystem

13 Beispiel: Beidseitige AR-Beschichtung von PMMA SiO 2 TiO 2 PMMA Substrate Hard Coating TiO 2 SiO 2 Abscheiderate: 25 nm x m /min für TiO 2 und SiO 2 pro Quelle Homogenität: < 3% Prozeßstabilität: komplette Targetlebenszeit Max. them. Belastung: < 80 C für PMMA-Substrate

14 Einfluß der Prozeßparameter Transmission-Spectrum Substrate : 2 mm PMMA; double side hard-coated Deposition : double side AR-coating 1,02 measured by ETA-RT spectrometer 1,01 1 0,99 0,98 Transmission 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,91 0, Wavelength λ [nm] unzureichende Transmission durch Substratschädigung

15 Einfluß der Prozeßparameter Substratbelastung von 0,6mm PMMA-Substraten durch Ätzen Transmission [a. u.] ohne Ätzen Vp 4mm/s Palette kalt Vp 10mm/s Palette kalt Vp 100mm/s Palette warm Vp 10mm/s Palette warm Vp 4mm/s Palette warm Wellenlänge [nm]

16 Beispiel: Beidseitige AR-Beschichtung von PMMA Transmission-, Reflection- and Absorption-Spectrum Substrate : 2 mm PMMA; double side hard-coated 1 Deposition : double side AR-coating Samples : 2. Series (May 2005); sample no.: to measured by λ900-spectrometer (FEP Dresden) 0,9 Transmission/Reflection/Absorption 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Transmission Reflection Absorption 0, Wavelength λ [nm]

17 Einfluß der Prozeßparameter 0,3 0,25 0,2 0,15 Optimiertes AR-System H2: 2% zu dünn H2: 2% zu dick gerechnet ohne Rückseitenreflexion! Reflectance in % des AR stacks H1: TiO 2 L1: SiO 2 H2: TiO 2 L2: SiO 2 0,1 0, in nm Auswirkung von Schichtdickenschwankungen der Einzelschichten auf die Reflexionskurve eines Vierfach-AR-Systems

18 Beispiel: HR-Beschichtung einer Metallschicht TiO 2 SiO 2 TiO 2 SiO 2 Al } } LH* LH* Substrat * Doppelschicht aus niedrig- (L) und hochbrechender (H) Einzelschicht

19 Beispiel: HR-Beschichtung einer Metallschicht 1 0,9 measured by ETA-RT spectrometer Reflection / Transmission / Absorption 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Reflection Transmission Absorption Wavelength λ [nm]

20 Beispiel: HR-Schichtsystem mit photokatalytischen Eigenschaften photokatalytisch TiO 2 } LH* SiO 2 TiO 2 } LH* SiO 2 Al Substrat

21 Beispiel: HR-Schichtsystem mit photokatalytischen Eigenschaften Abb. a: Amorph Abb. b: Anatas Abb. c: Rutil-Anatas Abb. d: Rutil

22 Beispiel: Abscheidung eines IR-Schichtsystems SiO 2 TiO 2 SiO 2 TiO 2 SiO 2 Nb 2 O 5 SiO 2 Nb 2 O 5 SiO 2 TiO 2 SiO 2 TiO 2 Substrat SiO 2 Nb 2 O 5 SiO 2 Nb 2 O 5 Substrat

23 Beispiel: Abscheidung eines IR-Schichtsystems Transmission [%] measured by ETA-RT spectrometer Design IR-Schichtsystem Wellenlänge [nm]

24 Dekorative Schichtsysteme

25 Beispiel: Abscheidung eines reflexerhöhenden Schichtsystems TiO 2 SiO 2 TiO 2 SiO 2 TiO 2 SiO 2 TiO 2 Substrat

26 Beispiel: Abscheidung eines reflexerhöhenden Schichtsystems Reflexion [%] Wellenlänge [nm] Verwendung als dekorative Schicht: - hohe Reflexion im Wellenlängenbereich von 600 bis 800 nm (rot) - hohe Transmission im Wellenlängenbereich um 380 nm (blau)

27 Beispiel: Abscheidung eines reflexerhöhenden Schichtsystems Verwendung als dekorative Schicht: - hohe Reflexion im Wellenlängenbereich von 600 bis 800 nm (rot) - hohe Transmission im Wellenlängenbereich um 380 nm (blau)

28 Beispiel: Abscheidung eines reflexerhöhenden Schichtsystems Verwendung als dekorative Schicht: - hohe Reflexion im Wellenlängenbereich von 600 bis 800 nm (rot) - hohe Transmission im Wellenlängenbereich um 380 nm (blau)

29 Beispiel: Abscheidung eines reflexerhöhenden Schichtsystems Verwendung als dekorative Schicht: - hohe Reflexion im Wellenlängenbereich von 600 bis 800 nm (rot) - hohe Transmission im Wellenlängenbereich um 380 nm (blau)

30 Beispiel: Abscheidung eines reflexerhöhenden Schichtsystems Verwendung als dekorative Schicht: - hohe Reflexion im Wellenlängenbereich von 600 bis 800 nm (rot) - hohe Transmission im Wellenlängenbereich um 380 nm (blau)

31 Beispiel: Abscheidung eines reflexerhöhenden Schichtsystems Verwendung als dekorative Schicht: - hohe Reflexion im Wellenlängenbereich von 600 bis 800 nm (rot) - hohe Transmission im Wellenlängenbereich um 380 nm (blau)

32 Beispiel: Abscheidung eines reflexerhöhenden Schichtsystems Ausrüstung zur hochproduktiven Fertigung eines 7-lagigen Schichtsystems in Reaktivtechnologie

33 Dekorative Schichtsysteme

34 Inline SV 1000 (Dekoline)

35 Inline SV 1000 (Dekoline)

36 Dekorative Schichtsysteme 139 nm 136 nm 134 nm 130 nm 127 nm TiO 2 Schichten mit unterschiedlicher Schichtdicke

37 Erfolgsfaktoren und Strategie

38 Schlüsselkomponenten aus eigener Entwicklung als Wettbewerbsvorteil

39 Schlüsselkomponenten aus eigener Entwicklung als Wettbewerbsvorteil Quellen für Reaktivprozesse

40 Entwicklung der Technologien im Hause - Konzentration auf industrielle Lösungen

41 Ergänzung des Profils durch ausgewählte Dienstleistungen

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