Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Integrierte Messtechnik erhöht Prozesssicherheit bei der Herstellung optischer Komponenten

19.06.2012
BMBF-Verbundprojekt OptiLaySens: Neue spektrale Breitband-Messung ermöglicht genauere und unmittelbare Kontrolle bei der Hochrate-Präzisionsabscheidung von optischen Mehrfachschichtsystemen.
Fraunhofer FEP / LayTec AG

Die Oberflächen von Präzisionsspiegeln in der Lasertechnik, optischen Filtern für Displays oder anderen komplexen Optiken bestehen aus mehrlagigen Schichtsystemen hoch- und niedrigbrechender transparenter Materialien. Die Anforderungen an die Genauigkeit der Abscheidung der einzelnen Schichten sind dabei sehr hoch: So sind für manche Anwendungen bereits Schichtdicken-Abweichungen von über einem Nanometer nicht mehr tolerierbar.
Um diese anspruchsvollen Schichtsysteme großflächig und unter Industriebedingungen äußerst präzise und reproduzierbar abzuscheiden, wurden neuartige Sputterverfahren entwickelt, deren entscheidende Vorteile eine hohe Produktivität und vor allem eine große Flexibilität bezüglich abscheidbarer Materialien, Schicht-Design und Schichteigenschaften sind.

Kontrolliertes Schichtwachstum in Echtzeit

Um jedoch unausweichlich entstehende kleine Abweichungen in der Schichtdicke direkt während des Beschichtungsprozesses auszugleichen, werden in-situ-Messsysteme benötigt, deren Mess- und Analysegeschwindigkeit auch für hohe Beschichtungsraten (typischerweise 3 nm/s) ausreicht und die gleichzeitig alle notwendigen Informationen über das Schichtwachstum liefern.

Im Verbundvorhaben „Optische in-situ Prozess-Sensorik für die hochproduktive Fertigung optischer Vielschichtsysteme" (OptiLaySens) haben der mittelständische Messtechnik-Entwickler LayTec AG, der Optik-Software-Entwickler W. Theiss Hard- and Software und das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP ein Verfahren entwickelt, mit dem in Echtzeit das Schichtwachstum kontrolliert und auftretende Abweichungen noch während der Beschichtung kompensiert werden können.

Die LayTec AG hat dabei das spektrale Messsystem entwickelt sowie neue Auswerte-Algorithmen implementiert. Am Fraunhofer FEP wurde die Messtechnik in industrienahe Sputteranlagen integriert und für anspruchsvolle Beschichtungen optimiert. Es entstand ein vollautomatisch arbeitendes Beschichtungsmodul, bei dem durch Puls-Magnetron-Sputtern Substrate von bis zu 200 mm Durchmesser mit den hohen Beschichtungsraten von 3 nm/s veredelt werden konnten. Das Ingenieurbüro W. Theiss Hard- and Software hat optimale Algorithmen für die Messung und die Kompensation von Prozessschwankungen entwickelt.

Geringste Abweichungen sofort ausgleichen

Im Gegensatz zu bisher verwendeten Ein-Wellenlängen-Messmethoden kann mit dem neu entwickelten Verfahren im Bruchteil einer Sekunde ein komplettes Reflexionsspektrum der Oberfläche bis in den UV-Bereich hinein gemessen werden, wodurch auch dünne Einzelschichten, wie sie in anspruchsvollen Schichtsystemen verstärkt vorkommen, messbar werden.

Aus dem Reflexionsspektrum werden noch während des Beschichtungsprozesses Informationen über die Schichtdicke gewonnen. Mit diesen Informationen können geringste Abweichungen, die bei der Beschichtung unvermeidlich auftreten, ausgeglichen werden. Ein im Projekt entwickelter Software-Algorithmus berechnet während der laufenden Beschichtung die notwendigen Korrekturen für das Design der nachfolgenden Schichten des Mehrlagen-Schichtsystems und übersetzt diese in konkrete Beschichtungsparameter, um auftretende Abweichungen der Schichtdicke zu kompensieren.

Die schnelle Erfassung der Schichtdicke noch während der Beschichtung sowie die direkte Umsetzung der notwendigen Prozessänderungen für die nachfolgenden Schichten wurden im Projekt an zwei wichtigen Leitanwendungen untersucht. Bei der Abscheidung von anspruchsvollen Breitband-Antireflex-Schichtsystemen und optischen Kantenfiltern unter industrienahen Bedingungen erzielte das Forscherteam eine sehr gute Präzision der optischen Eigenschaften von +/- 1 % und eine Schichtdickengenauigkeit von +/- 0,5 %. Die integrierte Kompensation für hochproduktive Sputterprozesse trägt daher zu einer erhöhten Prozesssicherheit und einer Minimierung des Produktionsausschusses in der industriellen Fertigung optischer Komponenten bei.

Über OptiLaySens

Das Projekt OptiLaySens ist eine Forschungskooperation der LayTec AG Berlin und des Fraunhofer-Instituts für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP Dresden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) förderte das Verbundprojekt innerhalb der Initiative „KMU-innovativ: Optische Technologien“ von Anfang Mai 2010 bis Ende April 2012 mit über 600.000 Euro. Mit der Projektträgerschaft hat das BMBF die VDI Technologiezentrum GmbH beauftragt.

Ansprechpartner
Dr. Christian Kaspari
Telefon: +49 (0) 30 39 800 80-90
Mail: christian.kaspari@laytec.de
LayTec AG
Seesener Str. 10-13
10709 Berlin

Daniela Metz | idw
Weitere Informationen:
http://www.photonikforschung.de/
http://www.fep.fraunhofer.de/de/presseundmedien/Pressemitteilungen/05_2012.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Schnell, präzise, aber nicht kalt
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Neues Laserstrahl-Schweißverfahren des Fraunhofer IWS erlangt die Zertifizierung der DNV GL
16.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

29.05.2017 | Physik Astronomie

Deutschlandweit erstmalig: Selbstauflösender Bronchial-Stent für Säugling

29.05.2017 | Medizintechnik

Professionelle Mooszucht für den Klimaschutz – Projektstart in Greifswald

29.05.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz