AziTrim: scia Systems entwickelt neuartige Prozesskette für die Herstellung optischer Gitterstrukturen

scia Systems GmbH ist Partner im geförderten Verbundprojekt AziTrim – einem Forschungsvorhaben zur Entwicklung einer optimierten Prozesskette für die Fertigung variabel geneigter Surface Relief Gratings (SRGs) mittels Ionenstrahlätzen. Das Projekt läuft von April 2025 bis Februar 2028 und wird gemeinsam mit der LSA GmbH Wolkenstein und dem Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme (ENAS) Chemnitz durchgeführt.

SRGs sind diffraktive optische Elemente, die als Wellenleiter in Augmented-Reality-Brillen eingesetzt werden. Sie ermöglichen es, virtuelle Informationen im Sichtfeld des Nutzers darzustellen, ohne den Blick auf die reale Umgebung zu verdecken. Die Herstellung solcher Strukturen erfordert präzises Ionenstrahlätzen unter variablen Winkeln – ein Prozess, der mit bisher verfügbaren Anlagen aufwendige Zwischenschritte und mehrfaches Aus- und Einschleusen der Substrate erfordert.

Ziel von AziTrim ist es, diese Einschränkungen durch eine neue, unterbrechungsfreie Prozesskette zu überwinden. Kernstück ist die Kombination eines zu entwickelnden 5-Achsen-Bewegungssystems mit rotierbarem Substratchuck und der Bearbeitung mit einem fokussierten Ionenstrahl mit hoher Strahldichte, dem s.g. Ionenstrahltrimmen. scia Systems übernimmt dabei zentrale Aufgaben: die simulationsgestützte Entwicklung, den Aufbau und die Charakterisierung der Feinstrahlionenquelle sowie die Realisierung und Demonstration der Gesamtprozesskette in einem Testsystem auf Basis der scia Trim 200, dem fertigungserprobten System zur präzisen Oberflächenbearbeitung von scia Systems.

Die neue Ionenquelle soll einen fokussierten Ionenstrahl mit einer Halbwertsbreite von 1,5 mm bei einem Strahlstrom von 0,75 mA erzeugen – ausreichend für einen effizienten Ätzabtrag ohne zusätzliche Maskierungsschritte. Ergänzend dazu werden reaktive Ätzprozesse untersucht, um die Abtragsrate bei hochbrechenden Materialien wie SiO₂, Si₃N₄ und TiO₂ weiter zu steigern.

Die Entwicklung einer neuen, effizienten Prozesskette, die im Anschluss an das Projekt zu einer fertigen Produktanlage führen soll, wird das Produktportfolio von scia Systems zukünftig erweitern und unsere Marktposition weiter stärken.

Zusammenfassung

Titel:
Neuartige Prozesskette zur Fertigung variabel orientierter Gitterstrukturen mittels Ionenstrahlätzen durch eine fokussierte Ionenstrahlquelle auf verschiedenen Substraten

Partner Verbundprojekt:

• Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme Chemnitz (ENAS)
• LSA GmbH Wolkenstein
• scia Systems GmbH Chemnitz

Gesamtziel des Vorhabens:
Entwicklung einer neue, unterbrechungsfreie Prozesskette für das präzise Ionenstrahltrimmen variabel geneigter optischer Gitterstrukturen, die als Wellenleiter in Augmented-Reality-Brillen eingesetzt werden.