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Hochtemperatur-Sinterofen für die Metallverarbeitung und die Elektronikindustrie

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hermetische Keramik-Metall-Dichtung

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Wie Hochspannungsdurchführungen eine zuverlässige Energieübertragung in Excimer-Lasersystemen ermöglichen

In hochpräzisen Fertigungsbereichen wie der Halbleiterlithografie, der Laserbearbeitung von Displaypanels und dem Beschreiben von Faser-Bragg-Gittern haben sich Excimer-Laser aufgrund ihrer Wellenlängen im tiefen Ultraviolettbereich, ihrer hohen Energiedichte und ihrer präzisen Bearbeitungsmöglichkeiten zu Schlüsselkomponenten in zahlreichen fortschrittlichen Fertigungsprozessen entwickelt.

Excimer-Lasersysteme verwenden in der Regel versiegelte Entladungskammern, in denen die Laserleistung durch Hochspannungs-Impulsanregung des Arbeitsgases erzeugt wird. Während dieses Prozesses muss externe Energie zuverlässig zu den internen Elektroden innerhalb der Kammer übertragen werden, ohne die ursprüngliche vakuumversiegelte Umgebung der Kammer zu beeinträchtigen.

Die Aufrechterhaltung einer langfristig zuverlässigen Vakuumleistung bei gleichzeitiger Realisierung elektrischer Hochspannungsverbindungen stellte jedoch schon immer eine erhebliche Herausforderung bei der Konstruktion von Lasersystemen dar. Hochspannungsdurchführungen sind entscheidende Komponenten zur Lösung dieses Problems; sie kombinieren keramische Isolationsstrukturen mit Metall-Gas-Dichtungstechnologie, um gleichzeitig die elektrische Energieübertragung zu ermöglichen und die Vakuumisolierung aufrechtzuerhalten.

I. Die entscheidende Rolle von Hochspannungsdurchführungen in Excimer-Lasersystemen

Während des Betriebs von Excimer-Laseranlagen muss innerhalb der Entladungskammer eine stabile Betriebsumgebung aufrechterhalten werden, während gleichzeitig Hochspannungsstrom durch die Kammerwand zu den internen Elektroden übertragen werden muss.

Herkömmliche elektrische Verbindungsmethoden können bei längerem Betrieb unter Hochspannungs- und Vakuumbedingungen mit folgenden Herausforderungen konfrontiert sein:

• Mangelnde Stabilität der Vakuumdichtung: Nach langem Betrieb können Mikroleckagen entstehen, die die stabile innere Umgebung des Resonators beeinträchtigen;

• Verschlechterte Isolationsleistung: Hochspannungsimpulse können leicht Lichtbögen und Teilentladungen verursachen, was die Gesamtzuverlässigkeit des Systems beeinträchtigt;

• Thermisch bedingte strukturelle Belastung: Temperaturschwankungen beim Ein- und Ausschalten der Anlage erzeugen zyklische thermische Belastungen, die die strukturelle Stabilität der Grenzflächen beeinträchtigen;

• Verunreinigung durch Ausgasung: Materialien, die nicht speziell für den Vakuumbetrieb ausgelegt sind, setzen gasförmige Verunreinigungen frei, wodurch die Reinheit des Hohlraums beeinträchtigt und das optische System destabilisiert wird.

Dementsprechend müssen Durchführungen für Excimer-Lasersysteme gleichzeitig eine hohe Isolationsfähigkeit, hervorragende hermetische Dichtheit, zuverlässige thermische Stabilität und extrem geringe Ausgasung aufweisen.

II. Keramik-Metall-Verbundstruktur erfüllt die Anforderungen für Hochdruck-Vakuumanwendungen

Die kleine HV-Durchführung von INNOVACERA verfügt über eine gasgedichtete Keramik-Metall-Verbindungsstruktur. Durch die präzise Kombination aus 95 % Aluminiumoxidkeramik und verschiedenen Metallwerkstoffen werden Hochdruckübertragung und Vakuumisolierung erreicht.