Die scia Mill 200 ermöglicht die hochpräzise Strukturierung von magnetischen Multischichten mit verbesserter Selektivität

Chemnitz, 16. März 2026 – Die scia Systems GmbH, der Technologieführer für hochgenaue, komplexe Ionenstrahl- und Plasmaprozessausrüstung in der Mikroelektronik-, MEMS- und Präzisionsoptikindustrie, gibt die Beauftragung einer Ionenstrahl-Ätzanlage vom Typ scia Mill 200 durch das Kompetenzzentrum Nanosystemtechnik der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) bekannt. Das System wird künftig zur präzisen Strukturierung von Magnetstapeln zur Herstellung von magnetoelektrischen Sensoren eingesetzt. Ziel ist es, die Empfindlichkeit, Miniaturisierung und Integrationsfähigkeit magnetoelektrischer Sensoren weiter zu verbessern und neue Anwendungsfelder zu erschließen.

Herstellung von magnetoelektrischen Sensoren mit der scia Mill 200 

Mit dem Ziel, die Feldnachweisgrenze verschiedener Sensoransätze zu verbessern, werden im Kompetenzzentrum diverse Konzepte erforscht, um die effektiven Eigenschaften der magnetischen Multischichten anzupassen. Es werden dabei ferromagnetische, antiferromagnetische, nichtmagnetische metallische und isolierende oxidische Schichten im Dickenbereich von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern funktionell miteinander verknüpft. Für eine kontrollierte und nicht materialselektive Ätzung auf großflächigen Substraten, auf die diese dicken Multilagenstrukturen aufgebracht werden, ist eine gleichmäßige Ätzrate ohne signifikanten Temperaturanstieg mit präziser Endpunktbestimmung nötig, wie sie die scia Mill 200 liefert.

Das effiziente Ätzen von Schichtdicken von mehreren Mikrometern erfordert außerdem eine hohe Ätzrate. Neben der nominell hohen Ätzrate ist auch die Energieabfuhr von entscheidender Bedeutung, um ein kontinuierliches Ätzen ohne Unterbrechungen durchführen zu können. Darüber hinaus ist die Variabilität der Ätzrate wichtig, um ultradünne Schichten im Nanometerbereich ätzen zu können, ohne die darunter liegende Schicht oder das darunter liegende Substrat zu beschädigen.

Das Ionenstrahlätzsystem von scia Systems erfüllt alle diese Anforderungen. Mit der scia Mill 200 wird am Kompetenzzentrum Nanosystemtechnik an der CAU eine zuverlässige Forschungsarbeit auch für zukünftige Forschungsgenerationen ermöglicht.

Hochpräzise Magnetfeldsensoren auf Basis magnetischer Schichtsysteme werden verwendet, um jede Art von Bewegung, einschließlich Annäherungen, Rotationen und Vibrationen, zu erkennen. GMR- und TMR-Sensoren werden in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen eingesetzt, darunter in der Automobilelektronik. Magnetoelektrische Sensoren, die auf oft nur wenige Mikrometer dicken magnetischen Multilagen basieren, sind ein vielversprechendes alternatives Konzept zur Detektion von extrem kleinen Magnetfeldern. Die komplexe, mehrschichtige Zusammensetzung all dieser Sensoren bringt jedoch erhebliche Herausforderungen für herkömmliche chemische und Trockenätzverfahren mit sich, da dabei Schwierigkeiten bei der Verarbeitung magnetischer Materialien auftreten. 

Ionenstrahlätzprozesse, wie sie in der scia Mill 200 eingesetzt werden, ermöglichen das selektive Ionenstrahlstrukturieren dieser komplexen magnetischen Schichtsysteme und bieten entscheidende Vorteile hinsichtlich der Prozessstabilität, flexibler Einstellmöglichkeiten der Ionenstrahlparameter sowie präziser Steuerung der Ätzraten. Das Anlagenlayout ist kompatibel zum Betrieb mit Inertgasen (Ionenstrahlätzen, IBE) wie auch mit Reaktivgasen (Reaktives Ionenstrahlätzen, RIBE), einschließlich Fluor- und Chlorgaschemie. Damit lassen sich auch anspruchsvolle Magnetstapel mit hoher lateraler Auflösung und kontrollierten Seitenwandprofilen zuverlässig strukturieren. Die exakten Endpunkte der Ätzprozesse für alle Materialien können mit dem integrierten Sekundärionen-Massenspektrometer (SIMS) bestimmt werden.

„Wir freuen uns sehr über die Zusammenarbeit mit der Universität Kiel. Die Entscheidung für die scia Mill 200 unterstreicht die Leistungsfähigkeit unserer Ionenstrahltechnologie für anspruchsvolle Forschungs- und Entwicklungsaufgaben im Bereich magnetischer Sensorsysteme“, erklärt Dr. Michael Zeuner, Geschäftsführer der scia Systems GmbH.

Mit der Installation der scia Mill 200 baut die Universität Kiel ihre Kompetenzen in der Dünnschichttechnologie und Mikrosystemtechnik weiter aus. Gleichzeitig stärkt scia Systems seine Position als Anbieter innovativer Anlagenlösungen für Forschungseinrichtungen und Hightech-Industrie im Bereich der Oberflächen- und Dünnschichtbearbeitung.

• Weitere Informationen zur scia Mill 200 finden Sie unter www.scia-systems.com/scia-mill-200.
   
• Erfahren Sie mehr über die Technologie des Ionenstrahlätzens.
   
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Die scia Systems GmbH

Das 2013 gegründete Unternehmen scia Systems ist der Spezialist für Dünnschicht-Prozessequipment basierend auf komplexen Ionenstrahl- und Plasmatechnologien. Das Chemnitzer Unternehmen entwickelt und fertigt Anlagen für Beschichtungs-, Ätz- und Reinigungsprozesse mit Nanometerauflösung. Die Systeme kommen weltweit in verschiedenen High-Tech-Branchen zum Einsatz, darunter in der Mikroelektronik-, MEMS- und Präzisionsoptikindustrie. Weitere Informationen finden Sie auf der Website des Unternehmens unter www.scia-systems.com.

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