Untersuchung der Möglichkeiten zur Verbesserung der Schichtdickenhomogenität bei Sputtern mit dem Doppelring-Magnetron durch zentrische und exzentrische Substratrotation
- Das Magnetron-Sputtern stellt ein bevorzugtes Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten dar. Vorteile sind eine gute Steuerbarkeit des Beschichtungsprozesses, eine effektive Plasmaaktivierung und die Vielfalt der abscheidbaren Schichten: Ein besonderer Magnetron-Typ ist das Doppelring-Magnetron (DRM 400). Es ermöglicht eine homogene Schichtabscheidung auf großen Substraten ohne Relativbewegung. Allerdings ist für einige Anwendungsbereiche in der Mikroelektronik und Optik die mit dem DRM 400 erreichbare Homogenität der Schichtdicke nicht genügend. Im Rahmen der Arbeit wurde an den Beispielen Aluminium und Aluminiumoxid gezeigt, dass mittels zentrischer und exzentrischer Substrotation eine deutliche Verbesserung der Schichtdickenhomogenität erreicht wird. Es wurde festgestellt, dass neben der Schichtdicke auch der Brechungsindex eine Abhängigkeit von der radialen Position auf dem Substrat aufweist. Durch exzentrische Substratrotation wurden diese Inhomogenitäten vermindert. Ferner konnte durch Co-Sputtern mit unterschiedlichen Targetmaterialien eine (Ti, Si) O-Mitschicht mit einer homogenen Schichtdicke und einer konstanten chemischen Zusammensetzung auf einem eingeschränkten Substratbereich abgeschieden werten. Mit Hilfe von Modellen wurden Vorhersagen zur Schichtdickenverteilung getroffen und hinsichtlich ihrer Aussagekraft anhand von experimentellen Ergebnissen bewertet.
