Aufskalierung eines gepulsten PACVD-Prozesses mittels Optischer Emissionsspektroskopie

Bei der plasmagestützten chemischen Gasphasenabscheidung zur Abscheidung von Hartstoffschichten wird die Übertragbarkeit der Prozeßbedingungen untersucht, mit dem Ziel, den Prozeß aufkalieren zu können. Die hierfür eingesetzte Anlagentechnik ermöglichte es, Schichten mit vergleichbaren Eigenschaften und Qualitätsmerkmalen in verschieden großen Kammervolumina herzustellen. Durch Vergrößerung des Nutzvolumens und Verbesserung der Beherrschbarkeit dieses Verfahren wird eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit und Flexibilität der Anlagentechnik angestrebt. Im Vordergrund stehen die Bestimmung der Prozeßbedingungen in den beiden verschieden großen Rezipienten, über die eine Korrelation der externen Anlagenparameter mit den Schichteigenschaften und den internen Systemgrößen abgeleitet wird. In dem für dieses Verfahren verwendeten Batch-Reaktor müssen einheitliche Abscheidebedingungen sichergestellt werden. Aus diesem Grund ist die Art des Wachstums, massentransport kontrolliert oder kinetisch kontrolliert, von besonderem Interesse. Theoretische Überlegungen zur Abschätzung der Wachstumsrate und dem Vergleich mit den experimentell ermittelten Werten führen zu Erkenntnissen, welche der Einzelprozesse ausschlaggebend für die Schichtbildung sein könnten. Mit Hilfe der optischen Emissionsspektroskopie als prozeßbegleitende Diagnostik wird eine von der Anlage unabhängige Meßgröße ermittelt, die für die Prozeßbedingungen in bestimmten Grenzen charakteristisch ist. Zugleich wird dessen Eignung als in-situ-Kontrolle erörtert.