DE10327050A1 - Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtsystems durch Puls-Magnetron-Sputtern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtsystems durch Puls-Magnetron-Sputtern Download PDF

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Klaus Goedicke
Peter Dr. Frach
Hagen Dr. Bartzsch
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung eines Schichtsystems, das mindestens eine Einzelschicht aus einem vorgegebenen Material enthält und durch Puls-Magnetron-Sputtern auf einem Substrat (1) abgeschieden wird, bei dem mindestens eine Einzelschicht (2) aus in Wachstumsrichtung übereinander liegenden Teilbereichen (2a, 2b, 2c) aufgebracht wird, derart, dass die Abscheidung solcher übereinander liegender Teilbereiche (2a, 2b, 2c) der Einzelschicht (2) mit einem sich unterscheidenden Pulsmodus und/oder einem sich unterscheidenden Pulsverhältnis und/oder einer unterschiedlichen Anzahl von Einzelpulsen je Pulspaket und/oder unterschiedlichen Pulsdauer erfolgt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnschichtsystems, welches aus mehreren auf einem Substrat übereinander liegenden Einzelschichten besteht und durch Puls-Magnetron-Sputtern hergestellt wird, sowie auf Produkte, welche ein Substrat und ein derart hergestelltes Dünnschichtsystem enthalten. Substrate mit Schichtsystemen der genannten Art können zur Erzielung optischer Funktionalität, elektrischer Wirkungen, als Hartstoffschichtsysteme auf Bauteilen und Werkzeugen und zur Erzielung weiterer Funktionen zur Anwendung kommen. Sie können beispielsweise in der Aktorik und Sensorik, Lithographie, für die Herstellung von optischen Komponenten und Bauelementen der Telekommunikation und in anderen Branchen eingesetzt werden.
  • Durch Magnetron-Sputtern in einem inerten oder reaktiven Arbeitsgas kann eine sehr breite Palette von Metallen, Halbmetallen, Legierungen oder chemischen Verbindungen in Form dünner Schichten auf einem Substrat erzeugt werden. Durch aufeinander folgende Beschichtungen mit mehreren Magnetron-Sputterquellen oder durch Änderung der Zusammensetzung des Arbeitsgases werden Schichtsysteme hergestellt, die aus mehreren übereinander liegenden Einzelschichten unterschiedlicher Zusammensetzung und/oder unterschiedlicher Struktur bestehen. Für das reaktive Sputtern elektrisch isolierender Schichtmaterialien mit vergleichsweise hoher Abscheiderate wird mit Vorteil das Puls-Magnetron-Sputtern mit pulsierender Gleichspannung oder Wechselspannung oder einer sogenannten Pulspaket-Spannung DE 197 02 187 A1 im Frequenzbereich von 10 bis 300 kHz, vorzugsweise mit etwa 30 bis 50 kHz eingesetzt [ DD 252 205 ; DE 38 02 852 A1 , DE 37 00 633 C1 , S. Schiller, K. Goedicke, J. Reschke, V. Kirchhoff, S. Schneider and F. Milde: Surf. Coat Technol, G1 (1993), 331–337].
  • Neue Untersuchungen haben eine Abhängigkeit der Energie der kondensierenden Teilchen von den Pulsparametern, insbesondere von der Pulsform und dem Verhältnis von Puls-Ein-Zeit und Puls-Aus-Zeit bzw. dem sogenannten duty cycle, dem Verhältnis Puls-Ein-Zeit zur Summe aus Puls-Aus-Zeit und Puls-Ein-Zeit, ergeben [P. Frach, K. Goedicke, C. Gottfried, H. Bartzsch: Surf. Coat. Technol. 142–144 (2001) 628; M. Vergöhl, N. Malkomes, T. Staedler, T. Mathée , U. Richter: Thin Solid Films 351 (1999), 42–47]. Als Konsequenz dieses Einflusses der mittleren Energie der kondensierenden Teilchen bzw. des Bombardements der aufwachsenden Schicht durch Spezies aus dem Plasma durch die Vorgabe von Pulsparametern beim Puls-Magnetron-Sputtern konnten die Schichteigenschaften von Einzelschichten wie Dichte, Gefügeeigenschaften, Kristallisationszustand verbessert oder aber bei temperaturempfindlichen Substraten die thermische Substratbelastung reduziert und damit eine Schädigung des Substrates vermieden werden ( DE 197 20 251 A1 ).
  • Bei der Beschichtung von Substraten mit einem aus mehreren übereinander angeordneten unterschiedlichen Schichten bestehenden Schichtsystem ist in vielen Fällen ein stetiger Übergang der Schichten zulässig oder sogar eine sogenannte Gradientenschicht, d. h. der allmähliche Übergang der Schichtmaterialien und/oder Schichtstrukturen in Wachstumsrichtung des Schichtsystems erwünscht. Solche Gradientenschichten reduzieren z. B. innere Spannungen und führen zu verbesserter Haftfestigkeit. Für andere Funktionen eines Schichtsystems, z. B. wenn vorgegebene optische Eigenschaften in Abhängigkeit von der Wellenlänge erreicht werden sollen, wie das bei Kantenfiltern, Schmalbandfiltern, DWDM, d. h. dense wavelength division multiplexing, röntgenlithographischen Maskenblanks der Fall ist, sind dagegen scharfe, sprunghafte Eigenschaftsänderungen an der Grenzfläche zwischen den Einzelschichten erforderlich. Das Gleiche gilt für Multilayer mit sogenanntem Übergitter zur Erzielung besonderer mechanischer Eigenschaften. Für solche Schichtsysteme, die durch Sputtern hergestellt werden, können hohe Qualitätsanforderungen nach dem Stand der Verfahrenstechnik bisher nicht oder nur mit Einschränkungen erfüllt werden. Wählt man die Prozessparameter Druck, Leistungsdichte, Biasspannung und beim Puls-Magnetron-Sputtern auch die Pulsparameter derart, dass die mittlere Energie der kondensierenden Teilchen und damit ihre Mobilität auf der Oberfläche gering ist, so erreicht man zwar scharfe Schichtübergänge, aber nicht zufriedenstellende Struktur und Dichte der einzelnen Schichten. Stellt man dagegen solche Sputterparameter ein, dass im Mittel eine hohe Teilchenenergie bei der Kondensation wirksam wird, so erreicht man wohl dichte Schichten, an den Grenzflächen zwischen den Schichten bildet sich jedoch infolge energiestimulierter Interdiffusion eine Gradientenschicht bzw. eine undefinierte Grenzschicht mit zu großer Rauheit aus. Schichtsysteme mit optisch wirksamen Grenzflächen zeigen z. B. eine unakzeptabel hohe Streuung.
  • In anderen Fällen ist die anwendbare mittlere Teilchenenergie generell begrenzt, z. B. weil ein temperatursensitives Substrat, etwa ein Polymersubstrat, mit einem Schichtsystem der genannten Art beschichtet werden muss. Mit der Begrenzung der Teilchenenergie ist die Ausbildung der Grenzflächen der Einzelschichten mit zu großer Rauheit verknüpft. Auch in diesem Fall werden z. B. bei optisch wirksamen Schichtsystemen eine zu hohe Streuung und Mängel bei den optischen Eigenschaften des Schichtsystems beobachtet.
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Abscheidung eines Schichtsystems, das mindestens eine Einzelschicht aus einem vorgegebenen Material enthält und durch Puls-Magnetron-Sputtern auf einem Substrat abgeschieden wird, anzugeben. Die Oberfläche des Schichtsystems bzw. die Grenzflächen zwischen Einzelschichten sollen eine sehr geringe Mikrorauheit aufweisen. Die Grenzflächen sollen nicht durch Interdiffusion von Bestandteilen des Substrats bzw. der in Wachstumsrichtung benachbarten Schicht verunreinigt sein. An den Grenzflächen sollen die physikalischen bzw. chemischen Eigenschaften im Nanometerbereich sprunghaft verändert sein.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 4 geben vorteilhafte Ausgestaltungen des vorteilhaften Verfahrens an. Anspruch 5 benennt ein entsprechendes Produkt.
  • Erfindungsgemäß werden Einzelschichten, die durch Pulssputtern aufgebracht werden, in Wachstumsrichtung in mehrere Teilbereiche unterteilt. Die Abscheidung solcher übereinander liegender Teilbereiche erfolgt jeweils mit einem anderen Pulsmodus und/oder sich unterscheidendem Pulsverhältnis und/oder sich unterscheidender Anzahl von Einzelpulsen je Pulspaket und/oder unterschiedlicher Pulsdauer erfolgt. Als unterschiedliche Pulsmodi sollen dabei zum einen das sogenannte unipolare Puls-Sputtern, das bipolare Puls-Sputtern sowie der in DE 197 02 187 A1 beschriebene Pulspaket-Modus verstanden werden. Beim unipolaren Puls-Sputtern wird jede Magnetron-Sputterquelle als Katode mit einer gepulsten Gleichspannung mit oder ohne Reverse-Spannung (z. B. DE 196 23 654 A1 ) gegenüber einer im allgemeinen außerhalb eines Magnetfeldes angeordneten Elektrode geschaltet. Beim bipolaren Pulssputtern sind mindestens zwei Magnetron-Sputterquellen im Takt des Polwechsels einer mittelfrequenten Wechselspannung beliebiger Pulsform alternierend als Katode und Anode der Gasentladung geschaltet und die jeweilige Anode ist im Wirkungsbereich eines Magnetfeldes angeordnet. Beim Pulspaket-Sputtern sind, wie im Bipolar-Puls-Modus, jeweils mindestens zwei Magnetron-Sputterquellen im Wechsel als Anode und Katode wirksam, der Polwechsel erfolgt jedoch mit einer niedrigeren Frequenz. Dadurch werden in jede Magnetronquelle Pulspakete eingespeist, die jeweils aus einer frei wählbaren Zahl unidirektionaler Pulse bestehen. Als Pulsverhältnis soll das Verhältnis von Puls-Ein-Zeit und Puls-Aus-Zeit verstanden werden. Unter Pulsdauer wird hier die Puls-Ein-Zeit verstanden.
  • Ob nur einer der Parameter Pulsmodus, Pulsverhältnis, Anzahl der Einzelpulse oder Pulsdauer oder mehrere dieser Parameter sich beim Auftragen benachbarter Teilbereiche der Einzelschichten unterscheiden, wird der Fachmann aufgrund seiner Kenntnisse über die Parameterbereiche der Pulsstromversorgung, die Sputteranordnung, die Lage der Elektrode relativ zu Magnetfeldern und das spezifische Verhalten der aufzubringenden Materialien nach Zweckmäßigkeitskriterien entscheiden können.
  • Für Anwendungen, bei denen die Materialien der Einzelschichten eine nennenswerte gegenseitige Diffusionsneigung aufweisen, ist es im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft, die Einzelschichten aus grenzflächennahen Teilbereichen, die mit einem Pulsverhältnis größer als 1 und/oder im unipolarem Pulsmodus abgeschieden werden, und aus grenzflächenfernen Teilbereichen, mit einem kleineren Pulsverhältnis und/oder die im bipolaren Pulsmodus abgeschieden werden, herzustellen. Im Falle der Anwendung des Pulspaket-Sputterns bedeuted das die Abscheidung von grenzflächennahen Teilbereichen bei einer Anzahl von mindestens 6 Einzelpulsen, vorzugsweise mindestens 20 Einzelpulsen je Pulspaket und die Abscheidung von grenzflächenfernen Teilbereichen bei einer Anzahl von höchstens 5, vorzugsweise 2 Einzelpulsen je Pulspaket. Die so hergestellten Vielschichtsysteme zeichnen sich durch eine dichte, porenfreie Struktur bei einer geringen Interdiffusion und damit einem sehr scharfen ungestörten stofflichen Übergang zwischen den Einzelschichten aus. Die Verfahrensweise stellt bei optischen Vielschichtsystemen sicher, dass die Einzelschichten einen Brechungsindex aufweisen, der im Rahmen der Messgenauigkeit mit dem an massivem Material messbaren Brechungsindex übereinstimmt. Solche Schichtsysteme zeichnen sich weiterhin durch hohe Klimabeständigkeit aus und nehmen kein Wasser auf.
  • In anderen Fällen ist es akzeptabel oder sogar erforderlich, den grenzflächenfernen Teilbereich, der den wesentlichen Anteil jeder Einzelschicht bildet, im unipolaren Pulsmodus und/oder mit einem großen Pulsverhältnis abzuscheiden. Auf diese Weise wird das Bombardement der im Sputterprozess aufwachsenden Schicht energetisch begrenzt und damit auch der Wärmeeintrag in das Substrat auf einen zulässigen Wert eingestellt. Erfindungsgemäß werden die Einzelschichten jedoch durch Teilbereiche begrenzt, bei deren Abscheidung ein Pulsverhältnis kleiner als 1 und/oder der bipolare Pulsmodus wirksam gemacht wird. Bei Anwendung des Pulspaket-Modus werden zum gleichen Zweck die grenzflächenfernen Teilbereiche mit einer großen Anzahl von mindestens sechs Einzelpulsen und die grenzflächennahen Teilbereiche mit einer kleinen Anzahl von Einzelpulsen, z. B. zwei oder einem Einzelpuls je Pulspaket, aufgestäubt. Durch diese erfindungsgemäße Vorgehensweise werden sehr glatte Grenzflächen mit minimaler Rauheit erreicht. Selbst Materialien, die zu Kristallwachstum und Ausbildung von rauen Oberflächen neigen, wenn die über die gesamte Dicke der Einzelschicht bipolar bzw. mit kleinem Pulsverhältnis gearbeitet wird, weisen bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine röntgenamorphe Struktur auf, was offenbar durch die Ausbildung sehr glatter Grenzflächen begünstigt wird.
  • Es hat sich weiterhin herausgestellt, dass durch Änderung des Partialdruckes mindestens einer Komponente des Arbeitsgases im Sputterprozess, z. B. des Argondruckes, die angestrebte Wirkung beim Übergang von grenzflächennahen zu grenzflächenfernen Teilbereichen bzw. umgekehrt in vorteilhafter Weise verstärkt werden kann. Offensichtlich wird bei höherem Partialdruck ein Energieverlust, d. h. eine sogenannte Thermalisierung schichtbildender Teichen wirksam, während sich bei niedrigerem Partialdruck das Plasma weiter in Richtung zum Substrat ausdehnt.
  • Die Dicke der grenzflächennahen Teilbereiche beträgt typischerweise einige Atomlagen, höchstens jedoch ein Zehntel der Gesamtschichtdicke einer Einzelschicht. Der Übergang zwischen den Parametern für die Abscheidung der grenzflächennahen und den Parametern für die Abscheidung der grenzflächenfernen Teilbereiche erfolgt vorteilhafterweise sprungartig. Es kann jedoch erforderlich sein, den Übergang zwischen den Parametersätzen auch in mehreren Stufen vorzunehmen und damit grenzflächennahe übereinander liegende Teilbereiche mit unterschiedlichen Eigenschaften für jede Einzelschicht zu erzeugen.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verwendung einer Stromversorgungseinrichtung vorteilhaft, die das Umschalten der Energieeinspeisung vom unipolaren in den bipolaren Modus und umgekehrt sowie die Änderung der Pulsparameter ohne Unterbrechung des Sputterprozesses ermöglicht. Es ist aber auch möglich, den Abscheideprozess für die Parameteränderung zu unterbrechen, indem die Stromversorgung aus- und nach dem Umschalten wieder eingeschaltet wird oder der Dampfstrom zeitweise auf eine Blende gerichtet wird.
  • Die Erfindung bezieht sich gemäß Anspruch 5 auch auf Produkte, die aus einem Grundkörper und einem Schichtsystem bestehen, das nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellt worden ist. Bespiele für solche Produkte sind optische Laserfilter und Laserspiegel, deren Schichtsystem aus einem hochbrechenden und einem niedrigbrechenden oxidischen Material wie SiO2 und TiO2 besteht, oder Spiegel für Röntgen strahlung im Wellenlängenbereich von 5...13 nm, sog. Extrem-Ultraviolett (EUV)-Optiken, deren Schichtsystem z. B. aus Hunderten dünner Molybdän- und Siliziumschichten bestehen. Der Grundkörper bildet in vielen Fällen das zu beschichtende Substrat.
  • An einem Ausführungsbeispiel sollen das erfindungsgemäße Verfahren und ein damit hergestelltes Produkt näher erläutert werden.
  • 1 zeigt schematisch auszugsweise den Aufbau des Produktes.
  • Ein optischer Kantenfilter auf einem Glassubstrat soll im sichtbaren Wellenlängenbereich transparent sein und bei einer Wellenlänge von 850 nm eine möglichst 100 %-ige Reflexion aufweisen. Der Filter wird mit Strahlung sehr hoher Leistungsdichte beaufschlagt und harten klimatischen Belastungen, insbesondere feuchter Wärme ausgesetzt. Mit bekannten Rechenprogrammen wird ein Design für das zugehörige Schichtsystem festgelegt, das wie folgt aufgebaut ist: Auf dem Glassubstrat befinden sich, mit einer hochbrechenden Einzelschicht beginnend, im Wechsel eine Titandioxidschicht (TiO2) der optischen Dicke 247,5 nm und eine Siliziumdioxidschicht (SiO2) der optischen Dicke 250 nm. Die Zahl dieser abwechselnd hoch- und niedrigbrechenden Schichten beträgt 29. Das Schichtsystem wird gegenüber Luft mit einer 30sten Schicht der halben optischen Dicke abgeschlossen.
  • Als Herstellungsverfahren zur Beschichtung des Glassubstrates mit dem oben beschriebenen Schichtsystem wird das stationäre reaktive Puls-Magnetron-Sputtern gewählt. Die erforderliche Vakuumbeschichtungsanlage besitzt eine Vakuumschleuse, eine Kammer mit Transportvorrichtung für das Substrat, auch Handler-Kammer genannt, sowie je eine Prozesskammer zur Abscheidung der hochbrechenden (N = high) bzw. der niedrigbrechenden (L = low) Schichten. Eine Beschichtungsanlage dieser Art wird auch Cluster-Anlage genannt. Das hochbrechende Material TiO2 wird in einem streng kontrollierten reaktiven Sputterprozess erzeugt, bei dem ein Titantarget in einem Argon-Sauerstoff-Gasgemisch zerstäubt wird. Entsprechend wird das niedrigbrechende Material SiO2 durch Zerstäuben eines Siliziumtargets in einer geregelten Argon-Sauerstoff-Atmosphäre abgeschieden. Als Magnetron-Sputterquelle werden sogenannte Doppelringquellen [vgl. N. Bartzsch, P. Frach, K. Goedicke, C. Gottfried: Surf. Coat. Technol. 120–121 (1998), 723–727] verwendet, die für alle genannten Puls-Modi sowie für Gleichstrom- oder Hochfrequenz-Sputterprozesse geeignet sind und die gleichmäßige Beschichtung von Substraten bis zu einem Durchmesser von 8 Zoll erlauben.
  • Wird das benannte Schichtsystem mit einem Verfahren nach dem Stand der Technik hergestellt, so können zwar die optischen Dicken aller dreißig Einzelschichten exakt eingehalten werden, aber die angestrebten Systemeigenschaften werden dennoch verfehlt. Das unbefriedigende Ergebnis wird sowohl erreicht, wenn das Sputtern der Schichten bei sinusförmiger, d. h. bipolarer Energieeinspeisung erfolgt, als auch, wenn eine andere Form der Energieeinspeisung in die Magnetronquellen, z. B. in Form unipolarer Rechteckpulse in jedes der Targets erfolgt. Die wesentlichen Defizite beziehen sich auf eine zu geringe Transparenz des Filters im sichtbaren Spektralgebiet, offensichtlich verursacht durch eine zu hohe Streuung des Lichtes an allen Grenzflächen zwischen den H-Einzelschichten und den L-Einzelschichten, sowie in einer zu hohen Wasseraufnahme und einer nicht ausreichenden Strahlungsfestigkeit der Schichten. Die mit einem spektralen Interferrometer bestimmten typischen Brechungskoeffizienten betrugen 2,46 für H und 1,46 für L.
  • Um die erforderlichen Eigenschaften des optischen Filters entsprechend der Spezifikation in ihrer Gesamtheit zu erfüllen, wurde deshalb das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt angewandt:
    Das Glassubstrat 1 wurde in bekannter Weise in die Vakuumbeschichtungsanlage eingebracht. Zur Aufbringung der ersten hochbrechenden Schicht H 2 wurde zunächst ein substratnaher Teilbereich 2a im unipolaren Pulsmode bei einer Pulsfrequenz von 50 kHz und einem Pulsverhältnis (Puls-Ein-Zeit zu Puls-Aus-Zeit) von 0,5 aufgebracht, bis die Dicke dieses Teilbereiches (10 ± 1) nm betrug. Die elektrische Leistung betrug dabei 7 kW, das innere und das äußere Teiltarget der Magnetron-Sputterquelle waren elektrisch gegen eine gemeinsame Gegenelektrode geschaltet, der Druck des Arbeitsgases wurde auf den Wert 0,5 Pa geregelt. Anschließend wurde der Hauptteil der H-Einzelschicht 2b im Bipolar-Modus der Magnetron-Sputterquelle aufgebracht. Dazu waren die beiden Teiltargets der Magnetron-Sputterquelle potentialfrei mit einer Pulsstromversorgung wechselnder Polarität verbunden. Die elektrischen Parameter betrugen: Leistung 7 kW, Pulsfrequenz 50 kHz, Pulsverhältnis 4. Der Druck des Argon-Sauerstoff-Gasgemisches war auf 0,3 Pa abgesenkt. Die Abscheiderate auf dem Substrat betrug für die TiO2-Schicht 0,15 nm/s. Das Aufbringen der ersten hochbrechenden Schicht wurde abgeschlossen mit einem in Richtung des Schichtwachstums ebenfalls (10 ± 1) nm dicken Teilbereich 2c, der mit den Parametern wie für den ersten, unmittelbar auf das Substrat folgenden Teilbereich 2a hergestellt wurde.
  • Nachdem das Substrat mit der Transporteinrichtung (Handler) in die zweite Prozesskammer gebracht wurde, erfolgte das Aufbringen der ersten niedrigbrechenden Schicht 3. Die dafür genutzte Magnetron-Quelle wurde bipolar mit einer Leistung von 6 kW bei einer Frequenz von 50 kHz und einem Pulsverhältnis von 2 bei einem Druck des reaktiven Gasgemisches von 0,2 Pa betrieben. Für SiO2 betrug die Abscheiderate 2 nm/s. Nach einem Rücktransport des Substrates in die erste Prozesskammer erfolgte das Aufbringen der zweiten H-Schicht ganz analog wie das der ersten H-Schicht, d. h. die Schicht 2 wurde in den grenzflächennahen Teilbereichen 2a und 2c im unipolaren Pulsmode bei einem niedrigen Pulsverhältnis und einem vergleichsweise hohen Argon-Partialdruck und in dem grenzflächenfernen Teilbereich im Bipolar-Modus bei einem hohen Pulsverhältnis und vergleichsweise niedrigem Argon-Partialdruck durch reaktives Puls-Magnetron-Sputtern abgeschieden. Die Beschichtung des Substrates mit dem Gesamt-Schichtsystem wurde durch Wiederholung der Beschichtungsschritte fortgesetzt, bis alle dreißig Einzelschichten auf dem Substrat abgeschieden waren. Die Umschaltung beim Übergang vom grenzflächennahen zum grenzflächenfernen Teilbereich der H-Schichten erfolgte programmiert mit einer Prozessunterbrechung von nur einer Millisekunde. Die Reproduzierbarkeit der Prozessparameter war so genau, dass die Schichtdicken aller Einzelschichten und Teilbereiche der H-Schichten durch Vorgabe der elektrischen Leistung und der Beschichtungszeiten mit den notwendigen Toleranzgrenzen erreicht werden konnten.
  • Durch röntgenographische, ellipsometrische und optische Untersuchungen an Einzelschichten und am Gesamtschichtsystem wurde gefunden, dass die L-Schichten und die H-Schichten in den grenzflächenfernen Teilbereichen feinkristallin waren, dass das TiO2 in diesen Teilbereichen ausgeprägte Röntgenreflexe der Rutil-Phase und einen hohen Brechungsindex von (2,70 ± 0,05) aufwiesen und dass in den grenzflächennahen Bereichen ein niedrigerer Brechungsindex und eine sehr geringe Rauheit beobachtet wurden. Optisch wiesen solche Filter im sichtbaren Bereich eine hohe Transmission und damit eine sehr geringe Streuung auf.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Abscheidung eines Schichtsystems, das mindestens eine Einzelschicht aus einem vorgegebenen Material enthält und durch Puls-Magnetron-Sputtern auf einem Substrat (1) abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Einzelschicht (2) aus in Wachstumsrichtung übereinander liegenden Teilbereichen (2a, 2b, 2c) aufgebracht wird derart, dass die Abscheidung solcher übereinander liegender Teilbereiche (2a, 2b, 2c) der Einzelschicht (2) mit einem sich unterscheidenden Pulsmodus und/oder einem sich unterscheidenden Pulsverhältnis und/oder einer unterschiedlichen Anzahl von Einzelpulsen je Pulspaket und/oder unterschiedlichen Pulsdauer erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an das Substrat oder eine benachbarte Einzelschicht grenzende Teilbereiche mindestens einer Einzelschicht mit einem großen Pulsverhältnis (PV > 1) und/oder im unipolaren Pulsmodus und/oder einer Zahl von mindestens 6 Einzelpulsen je Pulspaket aufgebracht und mindestens einer der Teilbereiche der Einzelschicht mit einem kleinen Pulsverhältnis (PV < 1) und/oder im bipolaren Pulsmodus und/oder mit einer Zahl von höchstens 5 Einzelpulsen je Pulspaket aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an das Substrat oder eine benachbarte Einzelschicht grenzende Teilbereiche mindestens einer Einzelschicht mit einem kleinen Pulsverhältnis (PV < 1) und/oder im bipolaren Pulsmodus und einer Zahl von höchstens 5 Einzelpulsen je Pulspaket aufgebracht und mindestens einer der übrigen Teilbereiche der Einzelschicht mit einem großen Pulsverhältnis (PV > 1) und/oder im unipolaren Pulsmodus mit einer Zahl von mindestens 6 Einzelpulsen je Pulspaket aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Änderung eines Pulsparameters der Partialdruck mindestens einer Komponente des Arbeitsgases im Puls-Magnetron-Sputterprozess geändert wird.
  5. Produkt, bestehend aus einem Grundkörper und einem Schichtsystem, das nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 aufgebracht ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10349980A1 (de) * 2003-10-24 2005-09-22 Hunck, Wolfgang, Dipl.-Ing. Abkühlen stromdurchfluteter Schmelzen

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