Ionenstrahl Sputter Deposition von dielektrischen Schichten auf großen optischen Substraten

Die homogene Ab­scheidung optischer Schichten auf großen ebenen Substraten gestaltet sich durch die meist punkt­förmigen Verdampfer­quellen und die Ab­wesenheit eines komplexen Bewegungs­systemes schwierig. Die Nutzung von Ionen­strahl Sputter Deposition (engl. Ion Beam Sputter Deposition / IBSD) ermöglicht, verglichen mit kon­kur­rie­renden Verfahren, deutlich höhere Energien der am Substrat an­kommenden Teil­chen. Daher ergibt dieses Abscheidungs­verfahren im Allgemeinen dichtere Schichten mit Eigen­schaften nahe an den entsprechenden Bulk­materialien.

Al2O3 wurde in dieser Anwendung als Teil einer Anti­reflex­schicht auf einem optischen Glas abgeschieden. Der Prozess wurde reaktiv vom metallischen Target durch­geführt, in dem Sauer­stoff als reaktives Hinter­grund­gas benutzt wurde.

Die Substrat­abmessung betrug 500 mm x 300 mm. Die Ho­mo­ge­ni­tät wurde durch eine pendelnde lineare Bewegung des Substrates und ein Shaper­system sichergestellt. Die statische Abscheide­rate von Al2O3 liegt bei 7 nm/min.

Die ab­geschiedene Schicht­dicke wurde in-situ mit einem Schwing­quarz­system überwacht, welches in die Anlagensoftware integriert ist und das End­punkt­signal liefert. Die Messung der Schicht­dicke wurde ellipso­metrisch mit einem Sentech SE400 gemessen. Die Ver­messung der großen Substrat­fläche wurde auf fünf 150 mm Substraten durchgeführt. Die Re­produzier­barkeit der Schicht­dicken wurde aus drei auf­einander­folgenden Prozess­durchläufen bestimmt.

Statische Abscheidungsraten nach Materialien

  • Si: 3,0 [nm/min]
  • Al: 5,5 [nm/min]
  • Mo: 3,5 [nm/min]
  • Ti: 2,8 [nm/min]
  • Al2O3: 7,0 [nm/min]

Passendes Produkt: scia Coat 500 zur Ionenstrahl Sputter Deposition

  • Beschichtung von großen Substraten bis zu 500 mm x 300 mm oder 300 mm Durchmesser
  • Lineare Bewegung und/oder Rotation der Substrathalterung vollständig CAM gesteuert, zur Herstellung von Gradientenschichten
  • Targettrommel für 6 wassergekühlte Targets zur automatischen Abscheidung von Multilagenschichten
  • Durch Rezept wählbarer Shaper, für die zielspezifische Steuerung der Homogenität
  • Homogenität bis zu 2 % auf großen Substraten und 0.5 % auf 200 mm  Wafern.

Abb.1: Schichtenreproduzierbarkeit

Run-to-run Schichtdickenreproduzierbarkeit

Abb.2a: 500 x 300 mm² Substrate

Abscheidung auf 500 mm x 300 mm Substraten

Abb.2b: Ø 200 mm Substrate

Abscheidung auf 200 mm Substraten