Mikrofabrikation mit gerichtetem Plasmastrahl
Bei der Mikrofabrikation handelt es sich um eine Serie von Technologien zur Herstellung kleinster Strukturen in der Größenordnung Mikrometer oder darunter. Sie beinhaltet eine Vielzahl von Prozessen, bei denen enorm kostspielige Anlagen zur Anwendung kommen. Aus diesem Grund beschränkt sich die Anwendung der Mikrofabrikation gegenwärtig auf Großprojekte zur Entwicklung vielfältiger mikroelektromechanischer Systeme wie z.B. Sensoren und Aktoren oder Anwendungen der integrierten Optik. In einem von der EU finanzierten Projekt wurde deshalb eine innovative Technologie zur direkten Mikrostrukturierung von Oberflächen mit einem chemisch aktiven Plasmastrahl (Durchmesser unter 80nm) und gleichzeitiger In-situ-Bildverarbeitung entwickelt. Eine ebenfalls in diesem Projekt entwickelte Kanüle ("nanonozzle") tastet die gesamte Oberfläche ab und formt mit einem Strahl von reaktiven Teilchen die gewünschte Struktur. Auf diese Weise lassen sich der Zeitbedarf und der Aufwand für Mikrofabrikationsprozesse erheblich reduzieren. Diese Technologie eignet sich gut für die Produktion von Kleinserien oder zur Entwicklung von Prototypen und Pilotanwendungen. Die Anwendung der lokalen Plasma-Festkörper-Reaktion gestattet die direkte Herstellung von Material-Feinststrukturen im Submikronbereich, die über die in Mikroelektronik-Bauelementen erforderlichen elektronischen Eigenschaften verfügen. Im Vergleich zur bereits etablierten Lithografietechnologie FIB (Focused Ion Beam) ermöglicht das Plasmastrahlverfahren eine deutliche Vereinfachung und Beschleunigung der Ätz- und Anlagerungsprozesse. Dabei machen die rein chemisch induzierten Prozesse die Ionenoptik überflüssig, was zu einer Senkung der Kosten für die Prozesse und Anlagen führt. Ein weiteres besonderes Merkmal dieser Innovation besteht darin, dass sie zugleich Mikrofabrikations- und Bildverarbeitungsmöglichkeiten bietet. Durch Detektion der Scherkraft zwischen Nanonozzle und Oberfläche ermöglicht die hohe Auflösung der Bildverarbeitung (50nm oder besser) eine bessere Prozesssteuerung. Somit ist mit dieser Technologie eine In-situ-Bildverarbeitung bei der Tüpfelanalyse der Querschnitte von Mikrobauelementen möglicht. Die auch als "Nanojet" bezeichnete Technologie ist ein flexibles Hilfsmittel bei der kontinuierlichen Miniaturisierung bis in den Mikrometer- und Nanometerbereich hinein. Für dieses Hilfsmittel finden sich vielfältige Anwendungen, etwa in der Produktion von integrierten Schaltungen (Integrated Circuits, ICs), aber auch in anderen Bereichen der Physik, Chemie und Biologie. Noch entscheidender aber ist, dass diese Technologie eine Schlüsselrolle im Zeitalter der Nanotechnologie spielen und erhebliche Auswirkungen auf unser tägliches Leben haben könnte.
