PluTO - Plasma und optische Technologien
Prozesstaugliche Plasmadiagnostik auf Basis der Multipol-Resonanz-Sonde (Teilprojekt PLA 2)
Projektleiter: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmann

Ge­gen­stand des Teil­vor­ha­bens PLA 2 des Ver­bun­des PluTO sind Kon­zep­te zur in­dus­trie­taug­li­chen Dia­gnos­tik tech­ni­scher – spe­zi­ell schicht­ab­schei­den­der – Plas­ma­pro­zes­se. Im Zen­trum der Un­ter­su­chung steht das in­no­va­ti­ve Kon­zept der Mul­ti­pol­re­so­nanz­son­de (mul­ti­po­le re­so­nan­ce probe, MRP), das in den Vor­ar­bei­ten als eine op­ti­ma­le Um­set­zung des all­ge­mei­nen Prin­zips der ak­ti­ven Plas­ma­re­so­nanz­spek­tro­sko­pie pro­jek­tiert wurde. Er­strebt wird ein um­fas­sen­des theo­re­ti­sches und ex­pe­ri­men­tel­les Ver­ständ­nis der MRP und ihrer Wech­sel­wir­kung mit dem Plas­ma. Par­al­lel sol­len in­no­va­ti­ve Kon­zep­te für eine di­gi­ta­le Mess- und Aus­wer­te­elek­tro­nik er­forscht wer­den. Das Ge­samt­sys­tem aus Sonde und Elek­tro­nik soll als De­mons­tra­tor rea­li­siert und mess­tech­nisch cha­rak­te­ri­siert wer­den. Das letzt­li­che Ziel ist die De­fi­ni­ti­on eines va­li­dier­ten Ge­samt­kon­zep­tes für eine schnel­le, pro­zess­taug­li­che Plas­ma­dia­gnos­tik, die für die Über­wa­chung und Re­ge­lung in­dus­tri­el­ler Plas­ma­pro­zes­se ein­ge­setzt wer­den kann. Dies soll zum einen den Ge­samt­ver­bund „Plas­ma und Op­ti­sche Tech­no­lo­gi­en“ stär­ken, wei­ter­hin aber auch die Basis dafür legen, dass ein Nach­fol­ge­pro­jekt die Ent­wick­lung eines markt­fä­hi­gen Plas­ma­dia­gnos­tikpro­dukts mit einem weit grö­ße­ren An­wen­dungs­be­reich in An­griff neh­men kann.

Das Teil­vor­ha­ben ist für den Ge­samt­ver­bund un­ver­zicht­bar. Eine spür­ba­re Ver­bes­se­rung der Qua­li­tät plas­ma­ge­stützt ab­ge­schie­de­ner op­ti­scher Schich­ten ist nur auf Basis einer ge­nau­en Über­wa­chung bzw. Re­ge­lung des Plas­ma­zu­stan­des mög­lich, also durch eine ad­äqua­te pro­zess­taug­li­che Dia­gnos­tik. Nach den Vor­ar­bei­ten scheint das Kon­zept der MRP hier­für ideal ge­eig­net zu sein, da es auf­grund sei­nes Funk­ti­ons­prin­zips ge­gen­über der Ab­schei­dung dün­ner, spe­zi­ell auch iso­lie­ren­der Schich­ten na­he­zu un­emp­find­lich ist. Al­ter­na­ti­ve Dia­gnos­ti­ken mit gleich güns­ti­gen Ei­gen­schaf­ten sind nicht be­kannt.

Im Er­folgs­fall wer­den die Er­geb­nis­se des Teil­vor­ha­bens PLA 2 also di­rekt für das Ge­samt­vor­ha­ben PluTO nutz­bar sein. Über die op­ti­schen Tech­no­lo­gi­en hin­aus kön­nen sie aber auch in an­de­ren Be­rei­chen der Plas­ma­tech­nik An­wen­dung fin­den; der Be­darf für eine ro­bus­te und pro­zess­taug­li­che Plas­ma­dia­gnos­tik reicht von der Mi­kro- und Na­no­tech­nik bis hin zur Me­di­zin­tech­nik und Bio­tech­no­lo­gie.

Modellierung Plasmagestützter Abscheideprozesse
Teilprojekt PLM 1
Projektleiter: Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmann

Das Teil­vor­ha­ben PLM 1 be­han­delt das plas­ma­ge­stütz­te Ab­schei­de­ver­fah­ren "ion as­sis­ted de­po­si­ti­on". Ein phy­si­ka­lisch be­grün­de­tes Mo­dell wird auf­ge­stellt und für rea­li­täts­na­he Si­mu­la­tio­nen ge­nutzt. Spe­zi­ell geht es um die Be­rech­nung der Flüs­se und En­er­gie­ver­tei­lungs­funk­tio­nen aller auf das Sub­strat auf­tref­fen­den Teil­chen in Ab­hän­gig­keit von den äu­ße­ren Pro­zess­pa­ra­me­tern Ar­beits­druck, Gas­flüs­se, Ver­damp­fer-Ein­stel­lun­gen etc. Zur Va­li­die­rung des Mo­dells wer­den die von an­de­ren Plu­TO-Part­nern ge­won­ne­nen Mess­da­ten her­an­ge­zo­gen, um­ge­kehrt wird das Mo­dell den Plu­TO-Part­nern zur Ver­fü­gung ste­hen.

Mehr zum Projekt unter http://www.pluto-projekt.de/.