Optische in‐situ Prozessverfolgung und ‐steuerung

Abstract

Optische Monitoringverfahren haben sich im vergangenen Jahrzehnt als unverzichtbarer Bestandteil einer deterministischen Herstellungsstrategie anspruchsvoller optischer Beschichtungen etabliert. Traditionelle Umsetzungen basieren dabei auf der Messung des Transmissionsspektrums oder alternativ des Reflexionsspektrums direkt an der wachsenden Schicht. Im Falle praktisch absorptions‐ und streufreier Beschichtungen auf transparenten Substraten bieten beide Herangehensweisen grundsätzlich den gleichen Informationsgehalt. Im Falle absorbierender Schichtsysteme sind die Informationen aus dem Transmissionsspektrum und dem Reflexionsspektrum grundsätzlich nicht mehr gleichwertig. In diesem Fall erscheint es sinnvoll, beide Spektren während der Beschichtung gleichzeitig zu registrieren, um ein möglichst vollständiges Bild vom Status der wachsenden Schicht zu erhalten. Wir stellen die Realisierung eines solchen Aufbaus für die Prozessverfolgung und ‐steuerung für branchenübliche Verdampfungsprozesse vor und demonstrieren die Wirkweise am Beispiel des Wachstums von Aluminiumoxidschichten sowie Aluminiumspiegeln.

Spectrophotometric Characterization of Thin Semi-Transparent Aluminum Films Prepared by Electron Beam Evaporation and Magnetron Sputtering

“…We particularly notify the agreement between the XRR thickness and the thickness obtained from transmittance and reflectance within the sum-rule approach. As it has been argued for the first time in [41], the latter thus provides an efficient tool for ultrathin metal layer thickness determination by optical means, as long as a transmittance signal different from zero may be detected (compare also [18] in this regard, where the method is applied to the thickness determination of aluminum films, although in a narrower spectral range).…”

“…Besides applications scenarios in thin film multilayer coatings, modelling of ultrathin aluminum film spectra is of use for in situ optical monitoring of the early stages of aluminum film growth [18,19]. In an ex situ spectrophotometric study of Du et al [20], a thickness dependence of the aluminum film optical constants could clearly be confirmed in the thickness range up to approximately 30 nm.…”