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C. Forsich:
"Prozesskontrolle bei Plasmabeschichtung und -nitrierung mittels Spektroskopischer Ellipsometrie";
Vortrag: Seminar Institut für Allgemeine Physik (IAP), TU Wien; 28.06.2005.

Plasmaunterstützte Gasphasenabscheidung (PACVD, plasma-assisted chemical vapour deposition) von Hartstoffschichten und Plasmanitrieren sind wichtige industrielle Prozesse zur Oberflächenbeschichtung bzw. -härtung. Obwohl diese Plasmabeschichtungsverfahren weit verbreitet sind, gibt es bis heute keine einfache Möglichkeit, diese Beschichtungs- und Diffusionsprozesse zufrieden stellend zu überwachen. Ziel ist es, einen in-situ Sensor zur Überwachung von Nitrier- und Beschichtungsprozessen zu entwickeln. Um dieses Vorhaben zu realisieren wird versucht, Spektroskopische Ellipsometrie einzusetzen. Ellipsometrie ist ein oberflächensensitives, zerstörungsfreies optisches Verfahren. Durch eine derartige online-Überwachung wird erwartet, die Kosten und die Zeit sowohl zur Neuentwickung von Prozessen als auch zur Optimierung bereits bestehender Prozesse deutlich zu senken.
Stahlsubstrate wurden in einer bestehenden PACVD-Anlage plasmanitriert und mit Hilfe von Spektroskopischer Ellipsometrie wurde versucht, die Bildung einer Verbindungsschicht (compound layer) zu verhindern. Der Aufbau dieser Verbindungsschicht wurde während des Nitrierprozesses mittels der aufgezeichneten spektroskopischen Daten in einem sogenannten Übergangsgebiet verifiziert. Um Informationen über die Phasenzusammensetzung der Verbindungsschicht zu erhalten, wurden einige XRD-Messungen durchgeführt. Es stellte sich heraus, dass diese Verbindungsschicht ausschließlich aus Fe4N bestand. AFM-Messungen ergaben eine signifikante Rauhigkeits-zunahme innerhalb des Übergangsgebietes.