Überwachung von Plasmaprozessen durch OES. Monitoring of plasma processes by OES

Bei der industriellen Anwendung von Plasmaprozessen fehlt es häufig an einer Online‐Prozessüberwachung zur Prozessprotokollierung und Qualitätssicherung. Die Optische Emissionsspektroskopie (OES) bietet eine relativ einfache Möglichkeit, dieses Problem in vielen Fällen zu lösen. Das Verfahren beeinflusst die Prozesse selbst nicht, ist äußerst robust und preiswert. Die OES wurde für verschiedene Anwendungen beim Einsatz Mikrowellen‐angeregter Plasmen, zur gezielten Funktionalisierung (Behandlung und Beschichtung) von Kunststoffbauteilen, untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die OES zur Überwachung der Qualität von Sauerstoff‐Plasmaprozessen, z. B. bei der Aktivierung von Kunststoffbauteilen, eingesetzt werden kann. Darüber hinaus eignet sich die OES zur Online‐Qualitätssicherung bei der Erzeugung glasartiger Plasmapolymerschichten mit Hilfe der Mikrowellen‐angeregten Plasmapolymerisation, unter Verwendung eines Prozessgasgemisches aus HMDSO und Sauerstoff. Es gibt klare Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung, der Oberflächenspannung sowie der Rauigkeit der erzeugten Schichten und der Emission bestimmter chemischer Spezies im Plasma. An online process monitoring to record production data and assure quality of industrial plasma processes is often missing. By using Optical Emission Spectroscopy (OES) this problem easily can be solved in many cases. The method doesn’t influence the process itself, is very robust and inexpensive. OES was tested for various applications using microwave induced plasma processes to treat and coat plastics parts. It can be used to monitor the quality of Oxygen plasma processes, e.g. for activating plastics parts. Another possible application is the online quality assurance of processes to produce glass like films by microwave induced plasma polymerisation using HMDSO and Oxygen as process gases. Correlations between the chemical composition, surface energy as well as roughness of the produced films and the emission of specific chemical species in the plasma could be shown.