Magnetron-Sputter-Deposition (MSD)

MSD-Prozess zur Beschichtung von Mo/Si-Multischichten
© Fraunhofer IWS Dresden
MSD-Prozess zur Beschichtung von Mo/Si-Multischichten
UHV-Clustertool zur Herstellung von Präzisions-Nanometer-Multischichten
© Fraunhofer IWS Dresden
UHV-Clustertool zur Herstellung von Präzisions-Nanometer-Multischichten
Schematische Darstellung der Target-Substrat-Anordnung
© Fraunhofer IWS Dresden
Schematische Darstellung der Target-Substrat-Anordnung

Prinzip der Schichterzeugung

  • Plasmaerzeugung durch Stoßionisation
  • statisches Magnetfeld zur Erhöhung der Plasmadichte
  • Zerstäubung des Targetmaterials durch Stoßprozesse zwischen den Sputtergasionen und den Targetatomen
  • Kondensation der zerstäubten Teilchen auf der Substratoberfläche


Prozessbedingungen

  • Vakuum: p ~ 2 x 10-8 mbar
  • Ar-Sputtergasdruck: p > 7 x 10-4 mbar
  • Magnetronbetrieb: DC, RF für Reaktivprozesse
  • Anzahl der Sputterquellen: 4
  • Entladungsleistungen: < 1 kW
  • Targetgröße: 304,8 mm x 88,9 mm (12'' x 3,5'')
  • Substratgröße: schleusbar bis zu einem Durchmesser von 150 mm, größere Substrate bis zu einem Durchmesser von 250 mm werden per Hand über die Kammertür bestückt
  • Target-Substrat-Abstand: 50 ... 100 mm


Vorteile der MSD

  • hohe Beschichtungsraten
  • sehr stabile, einfache und reproduzierbare Prozessführung
  • sehr gute Schichthomogenitäten
  • einfache Skalierbarkeit auf größere Substratgeometrien

Einsatzgebiete

  • EUV-Reflexionsschichten (Mo/Si)
  • röntgenoptische Multischichten (W/Si, W/B4C, Mo/B4C, ...)
  • XUV-Reflexionsschichten (Cr/Sc, Sc/Si, Mo/Si, ...)
  • Monochromatoren für die Röntgenfluoreszenzanalyse (W/Si, W/B4C, Mo/Si, Mo/B4C, Cr/Sc, Cr/C, ...)
  • metallische Beschichtungen zur Verspiegelung (Al, Ag, ...)
  • dielektrische Multischichten (SiO2/Al2O3, SiO2/TiO2, ...)
  • Schichtdickennormale (Ru, Cu, Al, Ti, Cr, Si, C, B4C, Sc, Ag, ...)