Die Schwingquarzmesstechnik ermöglicht die Überwachung Untersuchung und Kontrolle des
Schichtwachstums während der Herstellung dünnster Schichten aus der Gasphase. Zur Optimierung
und Anwendung der Schwingquarzmesstechnik für die Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition
- ALD) wurden die Grundlagen der Schichtdickenmessung mit Schwingquarzen analysiert und
hinsichtlich der Besonderheiten bei der Verwendung in einem ALD-Prozess diskutiert. Die
verschiedenen Einflüsse auf die Resonanzfrequenz eines Schwingquarzes wurden ebenso wie die
Möglichkeiten zur Optimierung der Messtechnik dargestellt. Der Einfluss von
Temperaturschwankungen stellte sich dabei als besonders kritisch heraus weshalb
Schwingquarzmessköpfe und Methoden zur Kompensation von temperaturbedingten Störungen
entwickelt wurden. Mit Hilfe der so optimierten Schwingquarzmesstechnik konnte ein ALD-Prozess
für Hafniumoxidschichten vollständig schwingquarzbasiert entwickelt werden wobei mit geringem
Zeitaufwand hunderte Parametersätze charakterisiert und Wechselwirkungen zwischen verschiedenen
Prozessparametern detailliert untersucht werden konnten. Bei der Untersuchung des heterogenen
Schichtwachstums während der Herstellung von Mischschichten und Laminaten ermöglichten
Schwingquarzmessungen eine Beobachtung und Kontrolle des initialen Wachstums von Aluminiumoxid
und Titanoxid auf dem jeweils anderen Material. Die Beschichtung poröser Materialien durch
einen ALD-Prozess wurde mit Hilfe von Schwingquarzen mit aufgebrachten porösen Schichten
überwacht und der Einfluss von Prozessparametern und der Porengeometrie auf das Eindringen der
Prozessgase untersucht wodurch grundlegende Erkenntnisse zum Gastransport in porösen Medien
gewonnen werden konnten.
