Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...

96
6. Untersuchungsergebnisse
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Die Temperatur- und Gasgeschwindigkeitsprofile in einer Ebene (Abbildung 47) weisen eine
auf die Achsen der Plasmabrenner bezogene Symmetrie der Plasmabedingungen nach. Somit
können weitergehende Untersuchungen auf das Erfassen der Profile entlang der Achse eines
Plasmabrenners reduziert werden, ohne die allgemeine Aussagekraft der Ergebnisse in Frage
zu stellen. Sowohl im Temperatur- als auch im Gasgeschwindigkeitsprofil sind die Gradienten
im Kern des Plasmastrahls, der sich im Abstand von 29,2 mm von der Ebene der Brennerdüsenaustritte
vereinigt, vergleichbar zu den Gradienten in den Randzonen. Auch ohne den
Einsatz eines Zerstäubergases sind im Zentrum des vereinigten Plasmastrahls die Temperatur
und Gasgeschwindigkeit geringer als an weiter außen befindlichen Orten, was auf das
Mitreißen kalten Gases aus der Kammerumgebung zurückzuführen ist.
Fehlerbetrachtung der Enthalpiesondenmessungen
In die Bestimmung der Temperatur- und Gasgeschwindigkeitsprofile geht eine Vielzahl von
Fehlereinflüssen ein. Zum einen entstehen Fehler aus dem manuellen Einstellen der
Gasflüsse, des Plasmastroms, des Kammerdrucks und der Position der Enthalpiesonde. Zum
anderen erfordern Enthalpiesondenmessungen relativ lange Analysezeiten, so dass Einflüsse
durch Elektrodenverschleiß nicht zu vernachlässigen sind. Schließlich entstehen Abweichungen
beim Ablesen von Messwerten von analogen Messgeräten. Auf Grund der Komplexität
der Einwirkungen wird auf eine systematische Fehleranalyse verzichtet. Um zu überprüfen,
ob eine ausreichende Reproduzierbarkeit von Messergebnissen für den Vergleich von Profilen
einzelner Messungen vorliegt, wird die integrale Streuung der Zielgrößen Temperatur- und
Gasgeschwindigkeit untersucht. Dazu werden entlang der Achse eines Plasmabrenners die
Profile in einem Abstand von 40 mm von der Ebene der Brennerdüsenaustritte dreimal aufgenommen.
Durch das jeweils erneute Starten der Plasmabrenner mit dem anschließenden,
manuellen Einstellen der Prozessparameter und Sondenpositionen gehen alle oben
aufgeführten Fehlereinflüsse in die Messungen ein.
Diagramme des Profils der Mittelwerte von Temperatur und Gasgeschwindigkeit aus den drei
Messungen mit den zugehörigen Fehlerbalken sind in Abbildung 48 dargestellt. Die Standardabweichung
der Temperaturwerte beträgt 7,6% und die der Geschwindigkeitswerte
11,8%. Somit ist unter Berücksichtigung der personal- und verschleißbedingten Fehler eine
ausreichend hohe Reproduzierbarkeit der Messergebnisse gegeben, um Profile einzelner
Messungen für unterschiedliche Prozessparameter miteinander vergleichen zu können.