Korrelation von Plasma- und Schichteigenschaften bei der reaktiven Plasmasynthese von Hartstoffschichten

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Die Entwicklung industrieller PVD-Prozesse zur Herstellung von Beschichtungen ist komplex, insbesondere bei Hochleistungsplasmen, da zahlreiche Prozessparameter variabel sind. Plasmadiagnostik bietet einen Ansatz zur effizienteren und wirtschaftlicheren Gestaltung dieser Prozesse. Durch die Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und Plasmaeigenschaften können deterministische Modelle erstellt werden, die mit Ergebnissen aus spezifischen Beschichtungsprozessen korreliert werden. Bisherige Erkenntnisse beschränken sich oft auf Labormaßstab oder einfache Beschichtungen, was die Übertragung auf industrielle Prozesse erschwert. Diese Arbeit präsentiert neue Erkenntnisse zu den deterministischen Beziehungen zwischen Plasma- und Schichteigenschaften in industriellen Anwendungen. Dazu werden Methoden zur Plasmadiagnostik im industriellen Maßstab entwickelt, insbesondere durch substratseitige Diagnostik mittels Biasspannung und ortsaufgelöste Analysen bei Prozessen mit mehreren Kathoden. Die Korrelation von Plasma- und Schichteigenschaften wird sowohl für einfache als auch komplexe Geometrien untersucht. Abschließend wird das Potenzial künstlicher neuronaler Netzwerke zur Analyse der nichtlinearen Zusammenhänge zwischen Plasma- und Schichteigenschaften bei variierenden Prozessparametern evaluiert.