Video-Vortrag: Bearbeitung von optischen Gittern mit variierenden Neigungswinkeln durch reaktives Ionenstrahltrimmen

Augmented- und Mixed-Reality-Geräte haben in den vergangenen Jahren stark an Interesse gewonnen. Das Herzstück dieser Technologie sind leichte, augennahe Displays. Um diese herzustellen, benötigt man Oberflächen mit Beugungsgittern zum Einkoppeln des Lichts von der Quelle in den Wellenleiter und wieder heraus in Richtung Auge. Die Gitter sind abgeschrägt, um höhere Beugungsordnungen zu unterdrücken und damit die Lichtausbeute zu maximieren.

Um ein breites Sichtfeld zu realisieren, ist eine Variation des Neigungswinkels wünschenswert. Dies ist jedoch mittels Nanoimprint-Lithographie, also dem Einfüllen des Gittermaterials in eine Form und anschließendem Aushärten, nur schwer zu erreichen. Aufgrund der entgegengesetzten Richtungen der Gräben könnte beim Abheben das Gitter brechen. Die Lösung lautet deswegen: Ionenstrahltrimmen, eine spezielle Form des Ionenstrahlätzens, bei der ein fokussierter Ionenstrahl über das Substrat fährt.

Das Ionenstrahltrimmen (Ion Beam Trimming, IBT) ist eine in der MEMS-Industrie etablierte Methode, um die Dicke einer Funktionsschicht auf einem Substrat lokal zu ändern. Diese Methode wurde für die Herstellung von Oberflächenreliefgittern mit variierendem Neigungswinkel und variierender Grabentiefe adaptiert. Die Verweilzeit des Ionenstrahls definiert die Grabentiefe und der Einfallswinkel bestimmt den Neigungswinkel der einzelnen Gräben. Beide Parameter können lokal und unabhängig voneinander variiert werden.

In dem Video stellt Dr. Carsten Schulze unsere Ionenstrahlätz-Anlage scia Trim 200 vor und präsentiert die damit erzeugten Prozessergebnisse bei der Bearbeitung von SiO₂-Wafern mit Chrom-Maskierung.

Sein Fazit zeigt, dass das Ionenstrahltrimmen einen sehr flexiblen Ansatz für die Produktion von schrägen Oberflächengittern bietet, sei es für einzelne Wafer oder für die Großserienproduktion.

Das Video mit der englischen Präsentation finden Sie hier: