Technologie

Reaktionsvermögen prozessangepasster Breitstrahlionenquellen unter Beobachtung

28.10.2019 - IOM Leipzig baut umfassende Diagnostikplattform für reaktive Ionenstrahlprozesse auf.

Ionenstrahlbasierte Abtrags­prozesse unter Verwendung inerter Ionen zur Formgebung, Strukturierung und Glättung von Oberflächen haben in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung erfahren und sind mittlerweile etablierte Schlüssel­technologien zum Beispiel in der High-End-Optik­fertigung. Dazu gehören Anwendungen wie die Ionen­strahl­end­bearbeitung von Einzel­spiegeln oder Spiegelsystemen für die Astronomie – die Haupt­spiegel des Extremely Large Telescope (ELT) sind dafür eindrucksvolles Beispiel – oder die End­bear­beitung von Litho­graphie-Optiken. Zunehmend an Bedeutung gewinnen in letzter Zeit aber insbesondere reaktive ionen­strahl­basierte Abtrags­prozesse (Reactive Ion Beam Etching – RIBE). Hier werden, neben dem rein physikalischen Prozess der Zerstäubung, auch chemische Reaktionen zwischen der Oberfläche und dem auf diese einfallenden reaktiven Ion oder Radikal ausgenutzt, wodurch zusätzlich Freiheits­grade für den definierten Material­abtrag entstehen.
 

Grundvoraussetzung für die genannten Anwendungen ist jedoch, dass den stetig steigenden Genauigkeits­anforderungen in diesem Hoch­technologie­sektor (Form­genauigkeit, Rauheit, Prozess­stabilität und -kontrolle) entsprochen werden kann. Von zentraler Bedeutung sind dabei hochentwickelte und prozessangepasste reaktivgas-geeignete Ionenquellen, die bestimmten Anforderungen hinsichtlich Stabilität, prozess­angepasste Strahl­zusammen­setzung, Wartungs­zeiten, etc. genügen müssen. Gegenwärtig existieren Breitstrahl­ionen­quellen unterschiedlicher Bauart und Anregungs­prinzipien (Kaufman, HF, ECR), die zwar sehr gut für inerte Ionen­strahl­prozesse geeignet sind, aber nur sehr eingeschränkt für reaktive Prozessgase verwendet werden können.

Das Leibniz-Institut für Oberflächen­modifizierung e.V. (IOM) verfügt in Kooperation mit Partnern aus Forschung und Industrie über eine mehr als 40-jährige Erfahrung sowohl auf dem Gebiet der Entwicklung als auch Anwendung von Breitstrahlionenquellen. Aufgrund der applikations­gegebenen Notwendigkeit sollen deshalb zukünftig innerhalb der FuE-Arbeiten wieder verstärkt die Entwicklung und Optimierung prozess­angepasster Breitstrahlionenquellen vorangetrieben werden. Voraussetzung für derartige technologische Entwicklungen ist eine ausgefeilte Diagnostikplattform zur Charakterisierung von reaktiven Ionenstrahlprozessen, welche gegenwärtig weder in Sachsens noch in anderen Teilen Deutschlands existiert.

Seit Oktober dieses Jahr wird nun mit öffentlichen Förder­mitteln der Sächsischen Aufbaubank - Förderbank – SAB der Aufbau einer solchen Diagnostik­plattform mit mehr als einer Million Euro gefördert und damit auch in die Weiter­entwicklung der Infra­struktur des IOM investiert. Mit dieser Infra­struktur­maßnahme soll eine nachhaltige Stärkung der Forschungs­infra­struktur gesichert werden,damit auch zukünftig die zum Teil weltweit einzigartige Stellung des IOM auf dem Gebiet der Entwicklung und Anwendung von Breit­strahl­ionen­quellen erhalten und ausgebaut werden kann. Dabei werden drei Hauptziele verfolgt: 1) der Aufbau einer neuen universellen Diagnostik­plattform für reaktive Ionenstrahl­prozesse, 2) die Erarbeitung von Prozess­grundlagen und neue Anwendungen sowie 3) die Schaffung der Basis für den Transfer der zu erwartenden technolo­gischen Ergebnisse in die industrielle Nutzung.

Die Zuwendung wird aus Mitteln des europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und aus Steuermitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes zur Verfügung gestellt.

IOM / LK

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