Plasma- und Elektronenstrahlquellen

Die Plasma- und Elektronenstrahltechnik erfährt breite Anwendung bei der Abscheidung dünner Schichten und bei der Modifizierung von Oberflächen. Der Verbund Light & Surfaces entwickelt Niederdruckplasmaverfahren zur Schichtabscheidung insbesondere mittels der Kathodenzerstäubung (Magnetronzerstäubung) und der »Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition« (PECVD). Weiterhin werden sowohl Niederdruck- als auch Atmosphärendruckplasmen zur Reinigung und Keimreduzierung von Oberflächen sowie zu deren Aktivierung oder Funktionalisierung eingesetzt.

PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition) ermöglichen die Abscheidung hochwertiger tribologischer und funktioneller Schichten im Dickenbereich von wenigen Nanometern bis zu einigen zehn Mikrometern. Dazu stehen Verfahren von der Hochratebedampfung bis hin zu hochaktivierten Plasmaverfahren sowie deren Kombinationen zur Verfügung.
Plasmagestützte Prozesse zur chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) bei Atmosphärendruck erlauben eine großflächige Abscheidung qualitativ hochwertiger Funktionsschichten und damit kontinuierliche Beschichtungsprozesse mit hohen Raten auf temperaturempfindlichen Materialien sowie auf leicht gekrümmten Substraten.

Der Verbund beschäftigt sich neben der Entwicklung entsprechender Technologien auch mit der Entwicklung angepasster Plasma –und Elektronenstrahlquellen. Derartige Quellen werden je nach Kundenanforderung entsprechend der Substratgeometrie, Einsatzumgebung und dem Leistungsbedarf optimiert. Heute sind Plasma- und Elektronenstrahlquelle verfügbar, die im Vakuum oder unter Atmosphärendruck von wenigen Millimetern bis einige Meter Bearbeitungsbreite und im Leistungsbereich von einigen Watt oder einigen hundert Kilowatt arbeiten. Die Entwicklung umfasst dabei nicht nur die Quelle sondern auch alle prozessrelevanten Komponenten wie z.B. die Energieeinspeisung, Steuer-und Regeleinheiten und Systeme zur Überwachung der Prozesse. Darüber hinaus werden Plasmastrahlquellen für die EUV-Technik entwickelt.

Anwendungsfelder sind die Lithografie, die Mikroskopie, die Nanostrukturierung oder die Röntgenmikroskopie. Neben den Strahlquellen werden auch optische Systeme für Applikationen der EUV-Technik berechnet, konstruiert und gefertigt.

Weitere Anwendungsfelder:

  • Keimreduzierung
  • Sterilisation
  • Verdampfung mittels Elektronenstrahl
  • Vernetzen organischer Materialien
  • Schmelzen von Metallen und Superlegierungen
  • Reinigen oder Aktivieren von Oberflächen
  • Härten und Schmelzen mittels Elektronenstrahlen

Technologien:

  • plasmabasierte EUV-Strahlquellen für Lithografie, Mikroskopie, Nanostrukturierung oder Röntgenmikroskopie
  • plasmabasierte Elektronenstrahlquellen
  • Sputterquellen
  • plasmaaktivierte Verdampfung
  • plasmagestützte chemische Gasphasenabscheidung (CVD)

Ihre Ansprechpartner an den Instituten sind:

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Dr. Torsten Kopte

Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP
Winterbergstr. 28
01277 Dresden

Telefon +49 351 2586-120

Fax +49 351 2586-55120

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Prof. Dr. Günter Bräuer

Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Bienroder Weg 54 e
38108 Braunschweig

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PD Dr. rer. nat. Reinhard Noll

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
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52074 Aachen

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Prof. Dr. Andreas Leson

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
Winterbergstr. 28
01277 Dresden

Telefon +49 351 83391-3317

Fax +49 351 83391-3314