Ionenstrahl-Sputter-Deposition (IBSD)

(IBSD, engl. ion beam sputter deposition)

UHV-Ionenstrahlsputteranlage IonSys1600 zur Nanometer-Präzisionsbeschichtung und -ätzung
© Fraunhofer IWS Dresden
UHV-Ionenstrahlsputteranlage IonSys1600 zur Nanometer-Präzisionsbeschichtung und -ätzung
IBSD-Prozess mit Blick auf den primären Ionenstrahl für die Targetzerstäubung
© Fraunhofer IWS Dresden
IBSD-Prozess mit Blick auf den primären Ionenstrahl für die Targetzerstäubung
IBSD-Prozess mit Blick auf den sekundären Ionenstrahl für die Substratbehandlung (Reinigung, Glättung, Konturierung)
© Fraunhofer IWS Dresden
IBSD-Prozess mit Blick auf den sekundären Ionenstrahl für die Substratbehandlung (Reinigung, Glättung, Konturierung)

Prinzip der Schichterzeugung

  • Generierung gerichteter Ionenstrahlen in den Ionenquellen
  • Zerstäubung des Targetmaterials durch Stoßprozesse zwischen den Teilchen der primäre Ionenquelle und den Targetatomen
  • Kondensation der zerstäubten Teilchen auf der Substratoberfläche


Prozessbedingungen

  • Vakuum: p ~ 2 x 10-8 mbar
  • Ionenquellen: primär für Targetzerstäubung, sekundär für Beeinflussung des Schichtwachstums (Assistbetrieb) oder Oberflächenmodifikation des Substrates (Reinigung, Glättung)
  • Anregungsprinzip der Ionenquellen: Elektonenzyklotronresonanz (ECR)
  • Anzahl der Targets: 6
  • Targetgröße: 400 mm x 200 mm
  • Substratgröße: schleusbar bis zu einem Durchmesser von 200 mm, größere Substrate bis zu einem Durchmesser von 500 mm werden per Hand über die Kammertür bestückt


Vorteile der IBSD mit linearen Ionenquellen

  • große Flexibilität der Beschichtungsparameter
  • gute Eignung für reaktive Sputterprozesse
  • Schichten mit geringsten Defektdichten
  • extrem glatte Schichten
  • einfache Skalierbarkeit auf größere Substratgeometrien
  • großflächig homogene Beschichtungen


Einsatzgebiete

  • Herstellung ultraglatter Präzisionsschichten
  • EUV-Reflexionsschichten auf nicht perfekt glatten Substratoberflächen
  • Multischicht-Synchrotronoptiken
  • Nanometer-Multischichten für Labor-Röntgenoptiken
  • Wärmedämmschichten (ZrO2, ...)
  • XUV-Reflexionsschichten
  • Monochromatoren für die Röntgenfluoreszenzanalyse
  • dielektrische Multischichten mit hoher Zerstörschwelle (SiO2/TiO2, SiO2/Al2O3, , ...)
  • diamantartige Kohlenstoffschichten (DLC)