Konfokales Sputtern

In herkömmlichen Star-Anlagen liegt das Substrat unter einer parallel dazu angeordneten runden Sputterquelle. Für eine gleichmäßige Schichtdicke muss diese eine Sputterquelle deutlich größer sein als das Substrat unter ihr. Bei Star-Anlagen ist es jedoch auch möglich, das Substrat in der Kammer rotieren zu lassen und es dann mit geneigten, deutlich kleineren Quellen zu beschichten. Diese geneigten Sputterquellen werden konfokal, d. h. auf ein gemeinsames Zentrum unterhalb des Substrats hin, ausgerichtet. Dank der Substratrotation beschichtet jede einzelne Sputterquelle das Substrat mit gleichmäßiger Dicke.

Diese Form des Sputterns heißt konfokales Sputtern. Das konfokale Sputtern eignet sich besonders für Forschung und Entwicklung: Mit bis zu fünf Sputterquellen in einer einzigen Prozesskammer kann man viele Materialkombinationen ohne Vakuumunterbrechung abscheiden – und das bei minimalem Platzverbrauch im Labor. Da bei konfokaler Anordnung auch ein Co-Sputtern von mehreren Quellen gleichzeitig möglich ist, können alle diese Materialien auch in Mischschichten abgeschieden werden. So ist eine große Materialvielfalt möglich.

Ein weiterer Vorteil des konfokalen Sputterns ist die geringere Targetgröße: Die um den Faktor 4 kleinere Targetfläche macht sich besonders bei teuren Targets (z. B. Au, Pt) in einem entsprechend günstigeren Preis für die Targets bemerkbar.

Die herkömmliche Quellenanordnung mit einer Quelle hat jedoch auch Vorteile gegenüber der konfokalen Anordnung: Die Abscheiderate liegt etwa um den Faktor 4 höher. Der Target-Substrat-Abstand kann frei von geometrischen Konflikten zwischen den Quellen gewählt werden. Eine gleichmäßige Schichtdicke ist auch bei sehr dünnen Schichten (< 20 nm) möglich. Beim konfokalen Sputtern verliert der Startwinkel erst nach einigen Umdrehungen an Bedeutung für die Schichtdicke.

Verschaffen Sie sich einen Überblick über von uns gebaute Star-Anlagen sowohl mit herkömmlicher als auch mit konfokaler Anordnung der Quellen. Gern berät Sie unser Anlagenvertrieb auch zu Ihren Fragen zu diesem Thema.