Ionenstrahlätzen: präzise Bearbeitung für komplexe Strukturen

Ionenstrahlätzen (Ion Beam Etching, IBE), auch bekannt als Ionendünnung oder Ion Beam Milling (IBM), ist ein Verfahren zur Präzisionsbearbeitung von Oberflächen. Dabei wird ein breiter Strahl aus positiv geladenen Ionen (typischerweise Argon) auf ein Substrat gerichtet. Die Ionen übertragen ihre kinetische Energie auf die Atome der Oberfläche, wodurch diese heraus­geschleudert werden und somit das Material abgetragen wird. Für ein gleichmäßiges und genaues Ätz­ergebnis wird das Substrat während des Prozesses rotiert und der Ionenstrahl hat einen größeren Durchmesser als das Substrat.

Vorteile des Ionenstrahlätzens:

1. Hohe Präzision - durch die Anpassung der Ionenenergie, des Einfallswinkels und der Dauer können komplexe Strukturen mit hoher Genauigkeit erzeugt werden.
2. Geringe Substrattemperatur, wodurch thermisch bedingte Verformungen oder Schädigungen des Materials minimiert werden.
3. Hohe Flexibilität: Ionenstrahlätzen eignet sich für eine Vielzahl von Materialien, einschließlich Metalle, Halbleiter, Polymere und Keramiken.
4. Oberflächenreinheit: Oxidschichten oder andere Verunreinigungen können von der Oberfläche entfernt werden.

Sonderformen des Ionenstrahlätzens sind Reaktives Ionenstrahlätzen (Reactive Ion Beam Etching, RIBE) und Chemisch-unterstütztes Ionenstrahlätzen (Chemically Assisted Ion Beam Etching, CAIBE), bei denen zusätzlich zum Inertgas auch reaktive Gase verwendet werden, um z.B. die Selektivität zu erhöhen, Winkel beim Ätzen von Gräben zu beeinflussen oder die Ätzraten zu steigern.