DE102021124193A1

DE102021124193A1 - Ätzoptimierungsverfahren

Info

Publication number: DE102021124193A1
Application number: DE102021124193.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lümkemann; Radek Zemlicka; Hamid Bolvardi; Tibor Cselle
Original assignee: PLATIT AG
Current assignee: PLATIT AG
Priority date: 2021-09-20
Filing date: 2021-09-20
Publication date: 2023-03-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (2) und eine Vorrichtung (52) zur plasma-chemischen Reinigung von Werkstücken vor der Beschichtung mittels PVD- und/oder PECVD-Abscheidungstechnologien, mit den Schritten: Aufbringen (S1) einer, vorzugsweise homogenen, Indikatorbeschichtung auf ein Substrat (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50), dessen dreidimensionale Formgebung derjenigen des zu beschichtenden Werkstücks entspricht; Ausführen zumindest eines (Plasma-)Ätzverfahrens (S2) in einer Beschichtungskammer mit einem vorbestimmten Parametersatz an dem mit der Indikatorbeschichtung beschichteten Substrat; Vergleichen (S3) der geometrieabhängigen Beschichtungsdicke des durch Ätzen bearbeiteten Substrats mit der Beschichtungsdicke des unbearbeiteten Substrats; Erstellen (S4) zumindest eines 3D-Ätzprofils aus dem zumindest einen Vergleichsergebnis; Erstellen (S5) eines angepassten Parametersatzes in Abhängigkeit des zumindest einen, mit dem vorbestimmten Parametersatz erzielten 3D-Ätzprofils, mit dem sich ein bestimmter Abtrag der Indikatorbeschichtung erzielen ließe; und Ausführen (S6) des (Plasma- ) Ätzverfahrens mit dem angepassten Parametersatz an dem Werkstück.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur plasma-chemischen Reinigung von Werkstücken, wie beispielsweise Schneidwerkzeugen, vor der Beschichtung mittels PVD- und/oder PECVD-Abscheidungstechnologien.
Bei der durch PVD (Physical Vapor Deposition) und PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) hergestellten Beschichtung eines Werkstücks ergibt sich die Haftung zwischen der Beschichtung und dem Werkstück aus der chemischen Bindung zwischen den Atomen des Werkstückmaterials und den Atomen des Beschichtungsmaterials. Aus diesem Grund muss die Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks frei von Verunreinigungen, wie beispielsweise von Fett- und/oder Ölrückständen, sein. Wenn ein Werkstück jedoch der Atmosphäre ausgesetzt wird, bildet sich zudem eine meist unerwünschte Oxidschicht auf der Werkstückoberfläche, die sich nachteilig auf die Haftung auswirken kann. Um eine verunreinigungsfreie Oberfläche auf atomarer Ebene zu erhalten, wird ein oftmals als Plasmaätzung bezeichnetes Verfahren eingesetzt, bei dem die Oberfläche in einem Hochvakuumsystem mit Inertgas-Ionen beschossen wird. Bei diesem Verfahren wird die Glimmentladung auf dem Werkstück gezündet. Somit gehören Glimmentladungstechniken, die direkt in der Beschichtungskammer vor dem PVD- und PECVD-Verfahren eingesetzt werden, zu einem üblichen Beschichtungszyklus.
Nachteilig an den Glimmentladungstechniken ist jedoch, dass sich die Sputterrate geometrieabhängig verhält und folglich inhomogen verteilt sein kann. Insbesondere bei Werkstücken mit komplexer Geometrie kann eine inhomogene Sputterratenverteilung auf der Oberfläche des jeweiligen Werkstücks entstehen, die wiederum zu einer geometrieabhängig unterschiedlichen Haftung zwischen der Beschichtung und dem Werkstück führt.
Im Stand der Technik gibt es bereits Anstrengungen, um den inhomogenen Charakter der Glimmentladungstechnik zu unterdrücken. Dabei wurden die resultierende Homogenität der Glimmentladungstechnik bisher jedoch nur anhand von Verfahren bewertet, die auf einer Profilmessung einer Stufe zwischen einem abgeschirmten und einem geätzten Teil einer planaren Probe beruhen. Somit existiert kein Verfahren, mit dem die Homogenität der Glimmentladungstechnik zuverlässig bestimmt werden kann, so dass eine Ätzleistung an bestimmten, insbesondere stark beanspruchten Stellen des zu beschichtenden Werkstücks bewertet werden kann.
Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur plasma-chemischen Reinigung von Werkstücken bereitzustellen, mit denen die Güte der plasma-chemischen Reinigung, d.h. die Güte eines Ätzverfahrens, zuverlässig beurteilt werden kann, so dass die plasma-chemische Reinigung in Folge der Beurteilung der Güte optimiert werden kann und somit auch bei komplexen Geometrie zuverlässig und geometrieunabhängig möglichst homogen erzielt werden kann, um eine ausreichende Haftung einer auf das gereinigte Werkstück aufgebrachten Beschichtung zu gewährleisten.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zudem wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Demnach weist das Verfahren zur plasma-chemischen Reinigung von Werkstücken vor der Beschichtung mittels PVD- und/oder PECVD-Abscheidungstechnologien die folgenden Schritte auf:

- Aufbringen einer, vorzugsweise homogenen, Indikatorbeschichtung auf ein Substrat, dessen dreidimensionale Formgebung derjenigen des zu beschichtenden Werkstücks entspricht,
- Ausführen zumindest eines (Plasma-)Ätzverfahrens, vorzugsweise in einer Beschichtungskammer, mit einem vorbestimmten Parametersatz an dem mit der Indikatorbeschichtung beschichteten Substrat,
- Vergleichen einer ortsabhängigen/geometrieabhängigen Beschichtungsdicke des durch Ätzen bearbeiteten Substrats mit einer Beschichtungsdicke des unbearbeiteten Substrats,
- Erstellen zumindest eines 3D-Ätzprofils aus dem zumindest einen Vergleichsergebnis,
- Erstellen eines angepassten Parametersatzes in Abhängigkeit des zumindest einen, mit dem vorbestimmten Parametersatz erzielten 3D-Ätzprofils, mit dem sich ein bestimmter, insbesondere gleichmäßiger, Abtrag der Indikatorbeschichtung erzielen ließe, und
- Ausführen des (Plasma-)Ätzverfahrens in der Beschichtungskammer mit dem angepassten Parametersatz an dem Werkstück.

Somit wird in einem ersten Verfahrensschritt die Indikatorbeschichtung auf das Substrat aufgebracht, wobei die Indikatorbeschichtung unterschiedlich zu der finalen, auf das Werkstück mit ausreichender Haftung aufzubringenden Beschichtung ist. Das heißt, dass die Indikatorbeschichtung nur dazu dient, um die Effizienz/Homogenität des nachfolgenden (Plasma-)Ätzverfahrens an dem (Probe-)Substrat bestimmen/messbar machen zu können. Dabei muss die dreidimensionale Formgebung, d.h. die Geometrie, des Substrats der des zu beschichtenden Werkstücks entsprechen, um die Aussagekraft über die geometrieabhängige Effizienz eines (Plasma-)Ätzverfahrens an der Geometrie des Substrats auf das zu beschichtende Werkstück übertragen zu können. Beispielsweise ist es auch möglich, mehrere (Probe-)Substrate mit unterschiedlichen Geometrien, die jeweils einem Abschnitt des Werkstücks entsprechen, zu verwenden, um die Effizienz nur für bestimmte Abschnitte des Werkstücks zu bestimmen oder um die Aussagekraft der mehreren Substrate, etwa mittels Überlagerung oder Aneinanderreihung der mehreren Substrate, zu kombinieren.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird das mit der Indikatorbeschichtung beschichtete Substrat zur plasma-chemischen Reinigung in dem zumindest einen (Plasma-)Ätzverfahren bearbeitet, wobei ein vorbestimmter Parametersatz, durch welchen die Eigenschaften des verwendeten (Plasma-)Ätzverfahrens und somit die Ätzleistung bestimmt wird, verwendet wird. Der vorbestimmte Parametersatz kann nachfolgend auch als ein vorbestimmtes/erstes Parameterprofil bezeichnet werden. Das (Plasma-)Ätzverfahren wird vorzugsweise in der Beschichtungskammer durchgeführt, in der auch die finale Beschichtung aufgebracht wird, um zu vermeiden, dass die durch das Ätzverfahren gereinigte Oberfläche mit der Umgebung reagiert.
Anschließend wird in einem dritten Verfahrensschritt eine Beschichtungsdicke der mit dem ersten Parameterprofil geätzten Indikatorbeschichtung mit einer Beschichtungsdicke der Indikatorbeschichtung, die vor der ätzenden Bearbeitung vorlag, verglichen. Insbesondere werden dabei ortsabhängige/geometrieabhängige Unterschiede zwischen einzelnen Bereichen des Substrats, wie schwächer oder kaum geätzte Stellen, identifiziert.
Danach wird in einem vierten Verfahrensschritt aus dem Vergleich der Beschichtungsdicken vor und nach dem Ätzen ein 3D-Ätzprofil erstellt, aus dem ersichtlich ist, an welcher Stelle der Substratgeometrie welche Beschichtungsdicke der Indikatorbeschichtung durch das Ätzen mit dem ersten Parameterprofil abgetragen wurde. Insbesondere können die Bereiche identifiziert werden, in denen eine hohe Ätzleistung vorliegt und die ggf. vor einem „Überätzen“ geschützt werden müssen oder in denen eine niedrige Ätzleistung vorliegt und an denen keine ausreichende Reinigung erzielt wurde.
Dann wir in einem fünften Verfahrensschritt ein neuer/angepasster Parametersatz, der nachfolgend auch als ein zweites Parameterprofil bezeichnet wird, generiert. Das zweite Parameterprofil kann dabei beispielsweise gegenüber dem ersten Parameterprofil derart verändert sein, dass sich an einem noch nicht durch Ätzen bearbeiteten Substrat bzw. an dem finalen Werkstück oder an dem bereits mit dem ersten Parameterprofil geätzten Substrat ein gewünschter, insbesondere gleichmäßiger Abtrag der Indikatorbeschichtung erzielen ließe. Das heißt, dass es möglich ist, das bereits geätzte Substrat in einem weiteren (Plasma-)Ätzverfahren mit dem zweiten/anderen Parametersatz zu reinigen, um die noch nicht ausreichend geätzten Stellen des Substrats zu erreichen. Gleichermaßen ist es auch möglich, ein anderes, mit der unbearbeiteten Indikatorbeschichtung versehenes Substrat mit einem zweiten/anderen Parametersatz zu reinigen, um jede Stelle eines noch nicht geätzten Substrats zu erreichen. Mit anderen Worten kann der angepasste Parametersatz darin bestehen, zwei vorbestimmte Parametersätze zu kombinieren/überlagern oder den vorbestimmten Parametersatz zu modifizieren.
Abschließend wird in einem sechsten Verfahrensschritt das Werkstück in dem (Plasma-)Ätzverfahren mit dem zweiten Parameterprofil, das gegenüber dem vorbestimmten Parametersatz optimiert ist, bearbeitet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Indikatorbeschichtung mit gleicher Beschichtungsdicke, d.h. geometrieunabhängig gleichmäßig, aufgebracht sein. Dies hat den Vorteil, dass nach dem Ausführen des (Plasma-)Ätzverfahrens mit dem vorbestimmten Parametersatz einfach erkannt werden kann, an welchen Stellen des Substrats eine vergleichsweise größere bzw. kleinere Beschichtungsdicke abgetragen wurde. Das heißt, dass anhand der auf dem Substrat verbleibenden Beschichtung eine direkte Aussage über die Homogenität des (Plasma-)Ätzverfahrens mit dem vorbestimmten Parametersatz getroffen werden kann, ohne die ursprüngliche Beschichtungsdicke ortsabhängig einberechnen zu müssen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Indikatorbeschichtung eine Beschichtungsdicke von bis zu wenigen Mikrometern haben, vorzugsweise eine Dicke von 30 bis 150 Nanometern, vorzugsweise 60 Nanometern ± 20 Nanometern, haben. Eine solche Beschichtungsdicke hat sich als geeignet erwiesen, um eine klare Interferenzfarbe zu zeigen und zu gewährleisten, dass nach dem Ausführen des (Plasma-)Ätzverfahrens mit dem vorbestimmten Parametersatz noch eine Restbeschichtung auf dem Substrat vorhanden ist, anhand der die Ätzleistung beurteilt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Indikatorbeschichtung eine Beschichtung sein, deren optische Eigenschaft, insbesondere deren Farbe, sich in Abhängigkeit ihrer Beschichtungsdicke ändert. Das heißt, dass die optische Eigenschaft, insbesondere Indikatorfarbe, direkt mit ihrer Beschichtungsdicke korrespondiert. Dies hat den Vorteil, dass die Beschichtungsdicke durch ein optisches Messverfahren kontakt- und zerstörungsfrei ermittelt werden kann. Zudem lassen sich dadurch die ortsabhängigen/geometrieabhängigen Unterschiede der erzielten Ätzleistung auch manuell/durch den Benutzer, d.h. auch ohne ein Messverfahren, einfach und schnell identifizieren.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann die optische Eigenschaft, insbesondere die Farbe, der Indikatorbeschichtung sich in Abhängigkeit ihrer Beschichtungsdicke im Bereich von zehn Nanometern ändern. Das heißt, dass Dickenunterschiede von zehn Nanometern optisch, etwa durch Farbunterschiede, zu erkennen sind. Somit lässt sich die Ätzleistung besonders zuverlässig und präzise bestimmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Indikatorbeschichtung eine Oxidschicht, vorzugsweise eine Metalloxidschicht, insbesondere eine Titanoxidschicht oder Chromoxidschicht, sein. Solche Oxidschichten haben sich aufgrund ihrer Homogenität und ihrer leichten Oxidierbarkeit bewährt. Insbesondere die Verwendung einer Titanoxidschicht ist vorteilhaft, da die Oxidation/Anodisierung von Titan sehr gut untersucht ist. Dabei variiert die Dicke der Indikatorbeschichtung, d.h. des später erzeugten oberen oxidierten Teils, nicht, auch wenn die Dicke dieser Schicht auf dem Substrat aufgrund der Geometrieabhängigkeit der PVD-Beschichtungstechniken variiert. Vorzugsweise ist die minimale Dicke der Titangrundschicht an allen Stellen des Substrats größer als die Dicke der im folgenden Schritt hergestellten Titanoxidschicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Indikatorbeschichtung durch Oxidieren und/oder Anodisieren und/oder Eloxieren aufgebracht werden. Vorzugsweise kann die Indikatorbeschichtung in der Beschichtungskammer aufgebracht werden. Es ist möglich, den Oxidationsprozess direkt in der Beschichtungskammer mit Hilfe der Sauerstoffentladung durchzuführen, während das Substrat auf Schwebepotential liegt und die Temperatur des Substrats 550±30 Grad C beträgt. Unter Schwebepotential kann beispielsweise ein Spannungsbereich von -5V bis -20V verstanden werden. Das Schwebepotential ist notwendig, um die durch den Antenneneffekt verursachte inhomogene Oberflächenreaktion zu verhindern. Um einen solchen Prozess durchzuführen, kann das Substrat nicht als Kathode verwendet werden, wie es für die Glimmentladungstechniken des Plasmaätzens typisch ist, so dass eine externe Ionisierungsquelle erforderlich ist. Außerdem ist das Vorhandensein von Sauerstoff und Sauerstoffentladungen in der Beschichtungskammer oft nicht erwünscht, insbesondere bei hohen Temperaturen, da der Sauerstoff mit anderen Teilen der Beschichtungskammer reagieren kann. Dies kann zum einen die Leitfähigkeit zwischen den Teilen der Beschichtungskammer negativ beeinflussen und zudem später bei einem anderen Beschichtungsprozess die Desorption des Sauerstoffs die Eigenschaften der Beschichtung beeinträchtigen könnte. Alternativ kann der Standardprozess der Eloxierung (insbesondere der Titan-Eloxierung) außerhalb der Beschichtungskammer in einem speziellen Säurebad durchgeführt werden, während eine bestimmte positive Spannung an das Substrat angelegt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das (Plasma-)Ätzverfahren an dem mit der Indikatorbeschichtung beschichteten Substrat für eine vorbestimmte Substratätzdauer ausgeführt werden und das (Plasma-)Ätzverfahren an dem Werkstück für eine vorbestimmte Werkstückätzdauer ausgeführt werden. Vorzugsweise kann die vorbestimmte Werkstückätzdauer, vorzugsweise um ein Vielfaches, insbesondere um das Doppelte oder Dreifache bis zu einem Fünffachen oder Sechsfachen, größer als die vorbestimmte Substratätzdauer sein. Vorzugsweise ist die vorbestimmte Substratätzdauer in Abhängigkeit der Beschichtungsdicke der Indikatorbeschichtung so gewählt, dass die Indikatorbeschichtung nach dem Ätzen über die vorbestimmte Substratätzdauer an jeder Stelle verringert ist, aber nicht an jeder Stelle bzw. insbesondere an keiner Stelle vollständig entfernt ist. Das heißt, dass für das Ätzen der Indikatorschicht zunächst eine Substratätzdauer verwendet wird, die groß genug sein muss, damit eine Änderung der optischen Eigenschaft erfolgt, d.h. bei der ein Farbumschlag sichtbar ist, aber klein genug sein muss, damit die Indikatorschicht nicht an jeder Stelle vollständig entfernt (und ggf. an einigen Stelle „überätzt“ ist), um eine Aussage über geometrieabhängige/regionale Unterschiede treffen zu können. Für die Werkstückätzdauer wird je nach Geometrie und/oder Größe des Werkstücks sowie Stärke der Verunreinigung eine längere Dauer gewählt. Beispielsweise kann die vorbestimmte Substratätzdauer zwischen 5 und 10 Minuten liegen, während die vorbestimmte Werkstückätzdauer zwischen 5 und 60 Minuten, vorzugsweise zwischen 30 und 60 Minuten, liegen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine verwendete Ätztechnologie ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes sein. Vorzugsweise können eine Standardglimmentladung, eine verstärkte Glimmentladung, wie z.B. eine Glimmentladung mit Unterstützung von Elektronen aus der Seitenbogenkathode, und/oder Metall-lonen-Ätzen, d.h. von der Lichtbogenkathode verdampftes ionisiertes Material wird auf das Substrat beschleunigt, als Ätztechnologie verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die vorbestimmte Werkstückätzdauer zwischen 5 und 60 Minuten bei der Standardglimmentladung, zwischen 5 und 60 Minuten bei der verstärkten Glimmentladung und zwischen 5 bis 30 Minuten bei dem Metall-lonen-Ätzen liegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein verwendeter Argondruck in der Beschichtungskammer ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes sein. Vorzugsweise kann der Argondruck zwischen 0,5 und 6,0 Pascal bei der Standardglimmentladung und bei der verstärkten Glimmentladung und zwischen 0,1 und 0,6 Pascal bei dem Metall-lonen-Ätzen liegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine an dem Substrat angelegte Spannung ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes sein. Vorzugsweise kann die Spannung zwischen 500 und 750 Volt bei der Standardglimmentladung, zwischen 200 und 500 Volt bei der verstärkten Glimmentladung und zwischen 700 und 1200 Volt bei dem Metall-lonen-Ätzen liegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Temperatur in der Beschichtungskammer ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes sein. Vorzugsweise kann die Temperatur zwischen 100 und 600°C bei der Standardglimmentladung, zwischen 200 und 600°C bei der verstärkten Glimmentladung und zwischen 200 und 600°C bei dem Metall-Ionen-Ätzen liegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Beladung/Bestückung und/oder Positionierung eines Substratträgers in der Beschichtungskammer ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes sein. Da sich die Substrate bei einer höheren Beladung gegenseitig abschirmen, hat die Beladung einen direkten Einfluss auf die Ätzleistung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Pulsart ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes sein. Vorzugsweise können Gleichstrom und ein gepulster Betrieb Pulsarten sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Elektronenstrom auf der gespeisten Anode ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes sein. Vorzugsweise kann der Elektronenstrom zwischen 40 und 85 Ampere liegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Spannung auf der gespeisten Anode ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes sein. Vorzugsweise kann die Spannung zwischen 20 und 60 Volt liegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Strom von der Lichtbogenkathode ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes sein. Vorzugsweise kann der Strom zwischen 60 und 120 Ampere liegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Vielzahl von Geometrie/Teil-Geometrien und eine Vielzahl von Parameterprofilen, d.h. an vorbestimmten Parametersätzen, in einer Datenbank abgespeichert sein. Vorzugsweise kann in einem Verfahrensschritt, der dem Ausführen des zumindest einen (Plasma-)Ätzverfahrens mit dem vorbestimmten Parametersatz vorgelagert ist, das Substrat mit der Vielzahl von Geometrien/Teil-Geometrien verglichen werden und anhand des Geometrievergleichs ein geeignetes Parameterprofil ausgewählt werden, mit dem das (Plasma-)Ätzverfahren an dem Substrat ausgeführt wird. Das heißt, dass aus bereits beschichteten Geometrien von Substraten, insbesondere mittels künstlicher Intelligenz, gelernt werden kann, welches Parameterprofil für welche zu beschichtende Geometrie geeignet ist, so dass die Ätzleistung mit jedem Beschichtungsdurchgang für bekannte Geometrien weiter optimiert werden kann und etwaige Iterationsprozesse entfallen können.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Vorrichtung zum Durchführen einer plasma-chemischen Reinigung von Werkstücken vor der Beschichtung mittels PVD- und/oder PECVD-Abscheidungstechnologien gelöst, mit einem Mittel zum Aufbringen einer, vorzugsweise homogenen, Indikatorbeschichtung auf ein Substrat, dessen dreidimensionale Formgebung derjenigen des zu beschichtenden Werkstücks entspricht; einem Mittel zum Ausführen zumindest eines (Plasma-)Ätzverfahrens mit einem vorbestimmten Parametersatz an dem mit der Indikatorbeschichtung beschichteten Substrat; einem Mittel zum Vergleichen der ortsabhängigen/geometrieabhängigen Beschichtungsdicke des durch Ätzen bearbeiteten Substrats mit der Beschichtungsdicke des unbearbeiteten Substrats; einem Mittel zum Erstellen zumindest eines 3D-Ätzprofils aus dem zumindest einen Vergleichsergebnis; einem Mittel zum Erstellen eines angepassten Parametersatzes in Abhängigkeit des zumindest einen, mit dem vorbestimmten Parametersatz erzielten 3D-Ätzprofils, mit dem sich ein gleichmäßiger Abtrag der Indikatorbeschichtung erzielen ließe; und einem Mittel zum Ausführen des (Plasma-)Ätzverfahrens mit dem angepassten Parametersatz an dem Werkstück.
Mit anderen Worten kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ein visuelles dreidimensionales Profil der Plasmaätzwirkung an jedem Punkt der Oberfläche beliebiger Form geliefert werden. Kein anderes Verfahren ist heute in der Lage, eine 3D-aufgelöste Plasma-Ätzrate auf einem Substrat beliebiger Geometrie zu liefern. Somit kann mit dem vollständigen, visuellen, dreidimensionalen Profil eine Effizienz der Reinigung im Rahmen der Plasmaätztechniken bestimmt werden, um die Effizienz zu verbessern. Beispielsweise können die Substrate beliebiger Form (z. B. Schneidwerkzeuge) vor dem Plasmaätzprozess mit einer, eine homogene Interferenzfarbe aufweisenden Schicht oder einer, eine homogene Interferenzfarbe aufweisenden selbsttragenden Folie bedeckt werden, um solche dreidimensionalen, aufgelösten Ätzprofile zu erhalten. Dabei variiert die Farbe einer dünnen Oxidschicht, wie einer Titanoxidschicht, in Abhängigkeit ihrer Dicke im Bereich von zehn Nanometern Skala. Während der Anodisierungs-/Oxidationsprozess geometrieunabhängig ist, ist der Plasmaätzprozess hingegen geometrieabhängig. Die mit der Folie bedeckten Substrate können in die Beschichtungskammer gelegt werden, so dass das Plasmaätzverfahren mit dem vorbestimmten Parametersatz, z.B. für eine vorbestimmte Zeit, durchgeführt werden kann. Durch das Ätzen nimmt die Dicke der dünnen Schicht auf der Substratoberfläche ungleichmäßig ab. Da die Interferenzfarbe der Indikatorbeschichtung direkt mit ihrer Dicke korrespondiert, gibt die resultierende Farbe an jedem Punkt der Oberfläche eine Aussage über die Ätzwirkung an dieser Stelle an. Das heißt, dass die erfinderische Idee darin besteht, die homogenen Interferenzschichten für die 3D-Profilierung der Plasmaätzleistung zu nutzen, so dass die Haftung der Beschichtung auf Substraten jeglicher Geometrie, insbesondere auf Werkzeugen, Formen oder Bauteilen mit Rillen, Hohlräumen, negativen Krümmungen und verschiedenen Seitenverhältnissen, optimiert werden kann, was mit herkömmlichen eindimensionalen oder zweidimensionalen Messmethoden mit einer so hohen Auflösung, d.h. 3-D-Profilmessung mit einer Auflösung von ca. ± 5 nm, nicht möglich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:

1 ein schematische Blockdarstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 eine Seitenansicht eines ersten Substrats, dessen Formgebung eines zu beschichtenden ersten Werkstücks entspricht, zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Verfahrens;
3a und 3b eine Ansicht eines zweiten Substrats zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Verfahrens;
4a und 4b eine Ansicht eines dritten Substrats zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Verfahrens;
5a bis 5c eine Seitenansicht des ersten Substrats, an dem das Verfahren mit unterschiedlichen Parametersätzen durchgeführt wurde;
6 eine Seitenansicht des ersten Substrats nach Durchführung des Verfahrens mit mehreren unterschiedlichen Parametersätzen;
7a bis 7c verschiedene Ansichten eines vierten Substrats zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Verfahrens;
8a bis 8c verschiedene Ansichten eines fünften Substrats zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Verfahrens;
9a bis 9c verschiedene Ansichten eines sechsten Substrats zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Verfahrens; und
10a bis 10c verschiedene Ansichten eines siebten Substrats zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Verfahrens.
11 zeigt eine schematische Ansicht bzw. ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 52 zum Ausführen des in 1 gezeigten Verfahrens.

1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens 2. Das Verfahren 2 dient zur plasma-chemischen Reinigung von Werkstücken vor der Beschichtung mittels PVD- und/oder PECVD-Abscheidungstechnologien.
In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird eine Indikatorbeschichtung auf ein Substrat aufgebracht. Das Substrat weist eine Geometrie/dreidimensionale Formgebung auf, die derjenigen des zu beschichtenden Werkstücks entspricht. Vorzugsweise kann die insbesondere homogene Indikatorbeschichtung unabhängig von der Geometrie des Substrats gleichmäßig, d.h. mit gleicher Beschichtungsdicke, aufgebracht sein. Beispielsweise hat die Indikatorbeschichtung eine Beschichtungsdicke von bis zu wenigen Mikrometern, vorzugsweise eine Beschichtungsdicke von 30 bis 150 Nanometern, vorzugsweise 60 Nanometern ± 20 Nanometern. Dabei kann die Indikatorbeschichtung eine Beschichtung sein, deren optische Eigenschaft, insbesondere deren Farbe, sich in Abhängigkeit ihrer Beschichtungsdicke ändert. Dabei können Dickenunterschiede im Bereich von zehn Nanometern durch Farbunterschiede optisch erfasst werden.
Beispielsweise kann die Indikatorbeschichtung eine Oxidschicht, vorzugsweise eine Metalloxidschicht, insbesondere eine Titanoxidschicht oder Chromoxidschicht, sein. Die Indikatorbeschichtung kann durch Oxidieren und/oder Anodisieren und/oder Eloxieren auf das Substrat aufgebracht werden. Insbesondere wird eine Grundschicht (z.B. aus Titan) auf das Substrat aufgebracht und diese Grundschicht oxidiert bzw. anodisiert bzw. eloxiert, wodurch die homogene und geometrieunabhängige Oxidschicht (z.B. aus Titan) auf dem Substrat entsteht, deren Dicke anhand der Farbe der Oxidschicht zu erkennen ist.
In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird zumindest ein (Plasma-)Ätzverfahren in einer Beschichtungskammer mit einem vorbestimmten Parametersatz an dem mit der Indikatorbeschichtung beschichteten Substrat durchgeführt. Insbesondere wird das mit der Indikatorbeschichtung beschichtete Substrat für eine vorbestimmte Substratätzdauer mit dem vorbestimmten Parametersatz durch das (Plasma-)Ätzverfahren bearbeitet, wobei die vorbestimmte Substratätzdauer unterschiedlich zu einer vorbestimmte Werkstückätzdauer, mit der das (finale) Werkstück bearbeitet wird, ist. Vorzugsweise ist die vorbestimmte Substratätzdauer in Abhängigkeit der Beschichtungsdicke der Indikatorbeschichtung so gewählt, dass die Indikatorbeschichtung nach dem Ätzen über die vorbestimmte Substratätzdauer an jeder Stelle verringert ist, aber nicht an jeder Stelle bzw. insbesondere an keiner Stelle vollständig entfernt ist. Beispielsweise kann die vorbestimmte Substratätzdauer kleiner, etwa um das 2- oder 3-fache bis 5- oder 6-fache kleiner, als die vorbestimmte Werkstückätzdauer sein.
In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird eine ortsabhängige bzw. geometrieabhängige Beschichtungsdicke des durch Ätzen bearbeiteten Substrats mit der Beschichtungsdicke des unbearbeiteten Substrats oder mit einer zuvor (empirisch) ermittelten (Farb-)Skala verglichen, so dass insbesondere ortsabhängige Unterschiede der durch den vorbestimmten Parametersatz erreichten Ätzleistung identifiziert werden.
In einem vierten Verfahrensschritt S4 wird aus dem Vergleich der Beschichtungsdicken vor und nach dem Ätzen ein 3D-Ätzprofil erstellt. Das 3D-Ätzprofil bildet insbesondere für den vorbestimmten Parametersatz ab, in welchen geometrischen Bereichen des Substrats eine besonders hohe/die höchste Ätzleistung vorliegt und in welchen geometrischen Bereichen des Substrats eine besonders niedrige/die geringste Ätzleistung vorliegt.
In einem fünften Verfahrensschritt S5 wird ein angepasste Parametersatz in Abhängigkeit des zumindest einen, mit dem vorbestimmten Parametersatz erzielten 3D-Ätzprofils, mit dem sich ein bestimmter, insbesondere gleichmäßiger, Abtrag der Indikatorbeschichtung erzielen ließe, erstellt. Dabei können beispielsweise zur Erstellung des angepassten Parametersatz zwei (oder mehrere) unterschiedliche vorbestimmte Parametersätze kombiniert werden (bzw. zwei (oder mehrere) Ätzverfahren mit den jeweiligen vorbestimmten Parametersätzen hintereinander ausgeführt werden), um beispielsweise ein 3D-Ätzprofil, das in ersten Bereichen eine geringe Ätzleistung hat, mit einem anderen 3D-Ätzprofil, das in den ersten Bereichen eine besonders hohe bzw. vergleichsweise hohe Ätzleistung hat, zu überlagern. Auch kann der angepasste Parametersatz so ausgewählt werden, dass bei dem damit erzielten Ätzprofil in den höher beanspruchten Bereichen, wie etwa im Bereich von Schneiden, eine vergleichsweise hohe Ätzleistung oder dass bei dem damit erzielten Ätzprofil in allen Bereichen eine gleichmäßige Ätzleistung vorliegt.
In einem sechsten Verfahrensschritt S6 wird das (Plasma-)Ätzverfahren, vorzugsweise in der Beschichtungskammer, mit dem angepassten Parametersatz an dem Werkstück ausgeführt. Insbesondere wird das (Plasma-)Ätzverfahren für die vorbestimmte Werkstückätzdauer, die wie oben beschrieben größer als die vorbestimmte Substratätzdauer sein kann, mit dem angepassten Parametersatz an dem Werkstück ausgeführt.
In 2 ist zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 2 dargestellt, bei dem ein erstes Substrat 4, genauer gesagt einen (Spiral-)Bohrer, zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Verfahrens 2 abgebildet ist. Das erste Substrat 4 weist eine Geometrie/dreidimensionale Formgebung auf, die derjenigen eines zu beschichtenden ersten Werkstücks (wenigstens abschnittsweise) entspricht.
In einem oberen Teil der 2 ist das erste Substrat 4 zu einem Zeitpunkt zwischen dem ersten Verfahrensschritt S1 und dem zweiten Verfahrensschritt S2 dargestellt. Das Substrat 4 weist einen Schneidabschnitt 6 und einen Schaftabschnitt 8 auf. Der Schneidabschnitt 6 weist mehrere, sich wendelförmig über den Schneidabschnitt 6 erstreckende Nebenschneiden 10 auf, an die sich jeweils auf der einen Seite in Umfangsrichtung ein zugeordneter Bohrersteg 12 anschließt und an die sich jeweils auf der anderen Seite in Umfangsrichtung eine zugeordnete Spannut 14 anschließt. Der Schneidabschnitt 6 ist geometrieunabhängig mit einer konstanten Beschichtungsdicke mit der Indikatorbeschichtung versehen. Dies ist daran zu erkennen, dass der Schneidabschnitt 6 in jedem Bereich dieselbe optische Eigenschaft, insbesondere Farbe aufweist, was in 2 durch die gleichmäßige gepunktete Füllung dargestellt ist. Der Schaftabschnitt 8 ist nicht mit der Indikatorbeschichtung beschichtet.
In einem mittleren Teil der 2 ist das erste Substrat 4 nach dem zweiten Verfahrensschritt S2 dargestellt, in dem das Substrat 4 mit dem vorbestimmten Parametersatz für die vorbestimmte Substratätzdauer bearbeitet wurde. Hier ist zu erkennen, dass die Indikatorbeschichtung lokal/regional unterschiedliche optische Eigenschaften, insbesondere Farben, aufweist, was in 2 durch die unterschiedlich gepunktete Füllung dargestellt ist. Insbesondere ist zu erkennen, dass die Indikatorbeschichtung im Bereich der Nebenschneiden 10 am geringsten ist, auf einer Außenumfangsfläche im Bereich der Bohrerstege 12 dicker ist als im Bereich der Nebenschneiden 10 und im Bereich der Spannuten 14 am dicksten ist, was an den unterschiedlichen Füllungen zu erkennen ist. Das heißt, dass im Bereich der Nebenschneiden 10 die größte Ätzleistung angekommen ist und im Bereich der Spannuten 14 die geringste Ätzleistung angekommen ist.
In einem unteren Teil der 2 ist eine Skala 20 dargestellt, die der optischen Eigenschaft der Indikatorbeschichtung eine Beschichtungsdicke zuordnet. Aus Darstellungsgründen entsprechen unterschiedliche Punktdichten in der 2 unterschiedlichen Farben. So haben Bereiche 22, die eine entsprechende, in der Skala 20 dargestellte Punktdichte aufweisen, eine Dicke von 0 bis 10 Nanometer; Bereiche 24, die eine entsprechende, in der Skala 20 dargestellte Punktdichte aufweisen, eine Dicke von 10 bis 20 Nanometer; Bereiche 26, die eine entsprechende, in der Skala 20 dargestellte Punktdichte aufweisen, eine Dicke von 20 bis 35 Nanometer; Bereiche 28, die eine entsprechende, in der Skala 20 dargestellte Punktdichte aufweisen, eine Dicke von 35 bis 50 Nanometer; und Bereiche 30, die eine entsprechende, in der Skala 20 dargestellte Punktdichte aufweisen, eine Dicke von 50 bis 80 Nanometer.
Im Vergleich im der Skala 20 lässt sich somit feststellen, dass die Indikatorbeschichtung vor dem Ätzen überall im Schneidbereich 6 in 2 eine Dicke der Bereiche 30 hat, insbesondere eine Dicke von 56 ± 5 nm. Nach dem Ätzen hat die Indikatorbeschichtung an den Umfangsschneiden 10 eine Dicke der Bereiche 22, insbesondere eine Dicke von 5 ± 5 nm, an den Bohrerstegen 12 eine Dicke der Bereiche 24, insbesondere eine Dicke von 15 ± 5 nm, und an den Spannuten 14 eine Dicke der Bereiche 28, insbesondere eine Dicke von 39 ± 5 nm.
3a und 3b zeigen ein zweites Substrat 40 in Form einer kreiszylindrischen Platte, bei dem vor dem Ätzen (vgl. 3a) überall eine Dicke der Bereiche 30 vorliegt und nach dem Ätzen (vgl. 3b) überwiegend eine Dicke der Bereiche 28 und nur im Bereich einer oberen Kante eine Dicke der Bereich 24 vorliegt.
4a und 4b zeigen ein drittes Substrat 42 in Form einer dreieckigen Platte, bei dem vor dem Ätzen (vgl. 4a) überall eine Dicke der Bereiche 30 vorliegt und nach dem Ätzen (vgl. 4b) überwiegend eine Dicke der Bereiche 28 vorliegt, die zu ihren Außenkanten hin über eine Dicke der Bereiche 26, 24, 22 und 20 kontinuierlich abnimmt.
5a bis 5c zeigen das erste Substrat 4, an dem das Verfahren mit unterschiedlichen Parametersätzen durchgeführt wurde. Dabei ist zu erkennen, dass bei dem in 5a dargestellten Ergebnis ein Parametersatz gewählt wurde, mit dem insbesondere nur die Nebenschneiden 10 geätzt wurden, bei dem in 5b dargestellten Ergebnis ein Parametersatz gewählt wurde, mit dem die Ätzleistung von einer Spitze zu dem Schaftabschnitt 8 hin abnimmt und im mittigen Bereich der Spannuten 14 am schwächsten ist, und dass dem in 5c dargestellten Ergebnis ein Parametersatz gewählt wurde, mit dem die Ätzleistung von einer Spitze zu dem Schaftabschnitt 8 hin abnimmt und im direkt an die Nebenschneiden 10 angrenzenden Bereich der Spannuten 14 am schwächsten ist.
6 zeigt das erste Substrat nach Durchführung des Verfahrens mit mehreren unterschiedlichen Parametersätzen bzw. einem angepassten Parametersatz, das vollständig geätzt wurde und keine Bereiche mit einer Restindikatorbeschichtung mehr aufweist. Somit können bei einem Werkstück, dessen Geometrie der des ersten Substrats 4 entspricht, mit dem angepassten Parametersatz alle Verunreinigungen entfernt werden.
7a bis 7c zeigen ein viertes Substrat 44, bei dem vor dem Ätzen (vgl. 7a) überall eine Dicke der Bereiche 30 vorliegt und nach dem Ätzen (vgl. 7b bzw. 7c) lokal deutliche Unterschiede vorliegen, wobei insbesondere vertiefte Abschnitte des vierten Substrats 44 nach dem Ätzen eine größere Restbeschichtungsdicke, etwa eine Dicke im Bereich 28, aufweisen und exponierte Abschnitte des vierten Substrats 44 nach dem Ätzen nahezu gar keine Restbeschichtungsdicke, etwa eine Dicke im Bereich 22, aufweisen.
8a bis 8c zeigen ein fünftes Substrat 46 in Form einer Wendeschneidplatte, das in einem Substratträger-Karussell aufgenommen ist. Bei dem fünften Substrat 46 liegt vor dem Ätzen (vgl. 8a) überall eine Dicke der Bereiche 30 vor und nach dem Ätzen (vgl. 8b bzw. 8c) überwiegend eine Dicke der Bereiche 28 vor, die zu ihren Außenkanten hin zu einer Dicke des Bereichs 26 abnimmt.
9a bis 9c zeigen ein sechstes Substrat 48 in Form eines Zahnrads, das in einem Substratträger-Karussell aufgenommen ist. Bei dem sechsten Substrat 48 liegt vor dem Ätzen (vgl. 8a) überall eine Dicke der Bereiche 30 vor und nach dem Ätzen (vgl. 9b bzw. 9c) überwiegend eine Dicke der Bereiche 28 vor, die zu ihren Außenkanten hin zu einer Dicke des Bereichs 24 abnimmt, wobei die Außenflächen des Zahnrads eine Dicke des Bereichs 26 aufweisen.
10a bis 10c zeigen ein siebtes Substrat 50, bei dem vor dem Ätzen (vgl. 10a) überall eine Dicke der Bereiche 30 vorliegt und nach dem Ätzen (vgl. 10b bzw. 10c) überwiegend eine Dicke der Bereiche 28 vorliegt, die nach außen hin kontinuierlich über eine Dicke der Bereiche 26 und 24 zu einer Dicke des Bereichs 22 hin abnimmt.
11 zeigt eine schematische Ansicht bzw. ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 52 zum Ausführen des in 1 gezeigten Verfahrens.
Die Vorrichtung 52 dient zum Durchführen einer plasma-chemischen Reinigung von Werkstücken vor der Beschichtung mittels PVD- und/oder PECVD-Abscheidungstechnologien. Die Vorrichtung 52 weist ein (erstes) Mittel 54 zum Aufbringen der, vorzugsweise homogenen, Indikatorbeschichtung auf das Substrat, dessen dreidimensionale Formgebung derjenigen des zu beschichtenden Werkstücks entspricht, auf. Zudem weist die Vorrichtung 52 ein (zweites) Mittel 56 zum Ausführen des zumindest einen (Plasma-)Ätzverfahrens mit dem vorbestimmten Parametersatz an dem mit der Indikatorbeschichtung beschichteten Substrat auf. Ferner weist die Vorrichtung 52 ein (drittes) Mittel 58 zum Vergleichen der ortsabhängigen/geometrieabhängigen Beschichtungsdicke des durch Ätzen bearbeiteten Substrats mit der Beschichtungsdicke des unbearbeiteten Substrats auf. Zudem weist die Vorrichtung 52 weist ein (viertes) Mittel 60 zum Erstellen des zumindest einen 3D-Ätzprofils aus dem zumindest einen Vergleichsergebnis auf. Weiter weist die Vorrichtung 52 ein (fünftes) Mittel 62 zum Erstellen des angepassten Parametersatzes in Abhängigkeit des zumindest einen, mit dem vorbestimmten Parametersatz erzielten 3D-Ätzprofils, mit dem sich ein bestimmter, insbesondere gleichmäßiger, Abtrag der Indikatorbeschichtung erzielen ließe, auf. Zudem weist die Vorrichtung 52 ein (sechstes) Mittel 64 zum Ausführen des (Plasma-)Ätzverfahrens mit dem angepassten Parametersatz an dem Werkstück auf.

Claims

Verfahren (2) zur plasma-chemischen Reinigung von Werkstücken vor der Beschichtung mittels PVD- und/oder PECVD-Abscheidungstechnologien, mit den folgenden Schritten: - Aufbringen (S1) einer, vorzugsweise homogenen, Indikatorbeschichtung auf ein Substrat (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50), dessen dreidimensionale Formgebung derjenigen des zu beschichtenden Werkstücks entspricht; - Ausführen zumindest eines (Plasma-)Ätzverfahrens (S2) in einer Beschichtungskammer mit einem vorbestimmten Parametersatz an dem mit der Indikatorbeschichtung beschichteten Substrat (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50); - Vergleichen (S3) einer ortsabhängigen/geometrieabhängigen Beschichtungsdicke des durch Ätzen bearbeiteten Substrats (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50) mit einer Beschichtungsdicke des unbearbeiteten Substrats (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50); - Erstellen (S4) zumindest eines 3D-Ätzprofils aus dem zumindest einen Vergleichsergebnis; - Erstellen (S5) eines angepassten Parametersatzes in Abhängigkeit des zumindest einen, mit dem vorbestimmten Parametersatz erzielten 3D-Ätzprofils, mit dem sich ein bestimmter, insbesondere gleichmäßiger, Abtrag der Indikatorbeschichtung erzielen ließe; und - Ausführen des (Plasma-)Ätzverfahrens (S6), vorzugsweise in der Beschichtungskammer, mit dem angepassten Parametersatz an dem Werkstück.
Verfahren (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatorbeschichtung geometrieunabhängig gleichmäßig/mit gleicher Beschichtungsdicke aufgebracht ist.
Verfahren (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatorbeschichtung eine Beschichtungsdicke von bis zu wenigen Mikrometern hat, vorzugsweise eine Dicke von 30 bis 150 Nanometern, vorzugsweise 60 Nanometern ± 20 Nanometern, hat.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatorbeschichtung eine Beschichtung ist, deren optische Eigenschaft, insbesondere deren Farbe, sich in Abhängigkeit ihrer Beschichtungsdicke, insbesondere im Bereich von zehn Nanometern, ändert.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatorbeschichtung eine Oxidschicht, vorzugsweise eine Metalloxidschicht, insbesondere eine Titanoxidschicht oder Chromoxidschicht, ist, wobei die Indikatorbeschichtung durch Oxidieren und/oder Anodisieren und/oder Eloxieren aufgebracht wird.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das (Plasma-)Ätzverfahren an dem mit der Indikatorbeschichtung beschichteten Substrat (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50)für eine vorbestimmte Substratätzdauer ausgeführt wird und das (Plasma-)Ätzverfahren an dem Werkstück für eine vorbestimmte Werkstückätzdauer ausgeführt, wobei die vorbestimmte Werkstückätzdauer, vorzugsweise um ein Vielfaches, insbesondere um das Doppelte oder Dreifache bis zu einem Fünffachen oder Sechsfachen, größer als die vorbestimmte Substratätzdauer ist, wobei die vorbestimmte Substratätzdauer zwischen 5 und 10 Minuten liegt und/oder die vorbestimmte Werkstückätzdauer zwischen 5 und 60 Minuten, vorzugsweise zwischen 30 und 60 Minuten, liegt.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine verwendete Ätztechnologie ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes ist, wobei eine Standardglimmentladung, eine verstärkte Glimmentladung und Metall-Ionen-Ätzen als Ätztechnologie verwendet werden können.
Verfahren (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Werkstückätzdauer zwischen 5 und 60 Minuten bei der Standardglimmentladung, zwischen 5 und 60 Minuten bei der verstärkten Glimmentladung und zwischen 5 bis 30 Minuten bei dem Metall-Ionen-Ätzen liegt.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein verwendeter Argondruck in der Beschichtungskammer ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes ist, wobei der Argondruck zwischen 0,5 und 6,0 Pascal bei der Standardglimmentladung und bei der verstärkten Glimmentladung und zwischen 0,1 und 0,6 Pascal bei dem Metall-Ionen-Ätzen liegt.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine an dem Substrat (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50) angelegte Spannung ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes ist, wobei die Spannung zwischen 500 und 750 Volt bei der Standardglimmentladung, zwischen 200 und 500 Volt bei der verstärkten Glimmentladung und zwischen 700 und 1200 Volt bei dem Metall-Ionen-Ätzen liegt.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur in der Beschichtungskammer ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes ist, wobei die Temperatur zwischen 100 und 600°C bei der Standardglimmentladung, zwischen 200 und 600°C bei der verstärkten Glimmentladung und zwischen 200 und 600°C bei dem Metall-Ionen-Ätzen liegt.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beladung/Bestückung in der Beschichtungskammer ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes ist.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pulsart ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes ist, wobei Gleichstrom und ein gepulster Betrieb Pulsarten sind.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektronenstrom auf der gespeisten Anode ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes ist, wobei der Elektronenstrom vorzugsweise zwischen 40 und 85 Ampere liegt.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannung auf der gespeisten Anode ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes ist, wobei die Spannung vorzugsweise zwischen 20 und 60 Volt liegt.
Verfahren (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strom von der Lichtbogenkathode ein Parameter des vorbestimmten Parametersatzes ist, wobei der Strom vorzugsweise zwischen 60 und 120 Ampere liegt.
Vorrichtung (52) zum Durchführen einer plasma-chemischen Reinigung von Werkstücken vor der Beschichtung mittels PVD- und/oder PECVD-Abscheidungstechnologien, mit - einem Mittel (54) zum Aufbringen einer, vorzugsweise homogenen, Indikatorbeschichtung auf ein Substrat (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50), dessen dreidimensionale Formgebung derjenigen des zu beschichtenden Werkstücks entspricht; - einem Mittel (56) zum Ausführen zumindest eines (Plasma-)Ätzverfahrens mit einem vorbestimmten Parametersatz an dem mit der Indikatorbeschichtung beschichteten Substrat (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50); - einem Mittel (58) zum Vergleichen der ortsabhängigen/geometrieabhängigen Beschichtungsdicke des durch Ätzen bearbeiteten Substrats (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50) mit der Beschichtungsdicke des unbearbeiteten Substrats (4; 40; 42; 44; 46; 48, 50); - einem Mittel (60) zum Erstellen zumindest eines 3D-Ätzprofils aus dem zumindest einen Vergleichsergebnis; - einem Mittel (62) zum Erstellen eines angepassten Parametersatzes in Abhängigkeit des zumindest einen, mit dem vorbestimmten Parametersatz erzielten 3D-Ätzprofils, mit dem sich ein bestimmter, insbesondere gleichmäßiger, Abtrag der Indikatorbeschichtung erzielen ließe; und - einem Mittel (64) zum Ausführen des (Plasma-)Ätzverfahrens mit dem angepassten Parametersatz an dem Werkstück.