 Wir haben jetzt einen Vortrag, wo uns jemand erklärt, wie man zuhause Elektronenstrahletografie selbst machen kann. Und wir schalten jetzt um zu dem Vortrag und los gehts. Hallo. Hallo. Dieser Vortrag ist darum, wie man seinen eigenen PMMA-basierten Resist machen kann für Elektronstrahletografie. Das bedeutet, es funktioniert noch nicht alles perfekt, aber es ist ein Anfang. Und hauptsächlich interessieren wir uns dafür, Onchip-Strukturen zu machen. Das heißt, photonische Komponenten zu bauen, also Wellenleiter auf der Größe eines Chips. Und wir möchten auch gerne MMES-Geräte bauen. Und das ist etwas, was wir versuchen wollen. Natürlich kann man natürlich auch Elektronenstrahletografie und Masken machen für Halbleiter. Aber das ist außerhalb unseres Chips, das machen wir hier nicht. Aber es ist auch sehr, sehr faszinierend, sehr interessant. Und wir wollen Elektronenstrahletografie zu Hause machen. Und wir brauchen natürlich ein Raster-Elektronen-Mikroskop, das tatsächlich relativ günstig ist zwischen 1.000, 2.000 und 1.500 Euro. Wenn man auf Ebay sucht, also neben dem RM braucht man noch die Chemie dafür. Und die Sache ist, die Chemie, die die Profis benutzen, ist ziemlich teuer. Und wenn man die üblichen, verdächtigen Verkäufer sucht, sucht Händler und das ist mehr als ein altes Raster-Elektronen-Mikroskop kostet. Also was können wir machen? Das heißt, wir kochen unsere eigene Suppe. Und vielleicht ist sie gut genug, vielleicht ist es gut genug für das, was wir brauchen. So, was ist EBL? Das bedeutet Elektronenstrahletografie. Und im Wesentlichen ist es einfach, das, was man für ein Raster-Elektronen-Mikroskop hat, das benutzen wir für Litografie. Das heißt, der Elektronenstrahl ändert die chemischen Eigenschaften von dem Resist, von der Oberfläche. Und da kann man Bilder auf den Resist zeichnen auf die empfindliche Oberfläche mit dem Elektronenstrahl. Und was blöd ist, das ist sehr langsam verglichen mit anderen Litografie-Verfahren. Der Elektronen laden den Resist auf und behindern sich mit dem Resist und dem Substrat. Und man kann das vielleicht beschichten mit einem hoffentlich nicht störenden, leitenden Schicht beschichten. Aber manchmal ist das nicht möglich, weil es manchmal das unterbindet, was man eigentlich machen will. Es ist auch nötig, dass dein Arbeitsplatz wackeumkompatibel ist. Das heißt, wenn das nicht der Fall ist, dann ist es vielleicht nicht der richtige Prozess für das, was du machen willst. Auf der Seite der Vorteile hat man natürlich, dass man keine Masken braucht. Es gibt andere maskenlose Prozesse, wie zum Beispiel DLV oder Laserprojektionen, was auch großartige Sachen sind. Das andere ist, dass im Prinzip kann man prinzipiell sehr hohe Auflösungen erreichen mit Elektronenstrahl, Litografie. Weil man Elektronen benutzt, kann man die Debräuchttwellenlänge vernachlässigen. Von 100 Nanometern kann man völlig ignorieren. Und es gibt eine breite Möglichkeit von Sachen, die man benutzen kann. Es gibt verschiedene Resists, verschiedene elektronenempfindliche Schichten. Wir haben Nitrocellulose probiert und NC, und das hat nicht funktioniert. Das heißt, wir haben eine der üblicheren benutzt, Polymethylmetacrylate, PMMA. PMMA kriegt man in verschiedenen Molekülenen oder Gewichten, und man kann die durchschneiden oder verlinken. Und soweit wir wissen, ist PMMA der am besten dokumentierte Resist für ESL. Man bekommt es leicht und es ist billig. Es gibt verschiedene Lösungsmittel. Manche sind gar nicht mal giftig. Und wenn man moderne Resists benutzen, von unter den modernen Resists, wenn man die ganz modernen aus Acht lässt, dann kann man mit PMMA sehr hohe Auflösungen erzielen. Wir benutzen PMMA als einen positiven Resist. Das heißt, die Elektronen erzeugen eine Kettenreaktion, die die PMMA Ketten zerschneiden. Und dann sind sie leichter im Entwickler löslich. Der positive Prozess selbst ist ziemlich einfach. Man macht eine Rotationsbeschichtung für das Resist, und dann muss man es einmal vorbacken, um das restliche Lösungsmittel rauszukriegen. Danach steckt man es in das Elektronenstrahl, Litrographensystem und belichtet es. Und dann entfernt man den entwickelten, den belichteten Resisteil mit dem Lösungsmittel, mit dem Entwickler. Und danach kann man die nächsten Prozesse dann benutzen, um die Strukturen aufzubauen, die man haben will. Der Entwickler, den wir benutzen, ist IPA und MIBK in einer Mischungsverhältnis von 3 zu 1. Es gibt verschiedene Masken. Man kann es als Maske verwenden, wie bereits erklärt, aber auch als Strukturelement, so genanntes M M E S. Oder als strukturelles Element für Hochfrequenzanwendungen. Als EBL-System benutzen wir, wir benutzen einen Hektifier recht. Also ihr könnt jede CAD-Software verwenden, die ihr möchtet. Wenn man, ja, ihr könnt eine ganze Menge an Software verwenden, um das Design zu machen für das, was ihr älzen wolltet. Am besten benutzt ihr die typischen File-Formate. Noch ein anderes Dateiformat definiert für die Aufgabe, weil es viele Features nicht da waren, die wir für moderne Verfahren brauchten. Es gibt verschiedene Strategien, verschiedene Scan-Strategien zum Belichten, damit wir nur über den Teil vom Resist gehen, mit dem Elektronenstrahl, die wir belichten wollen. Das meiste sind mit Zeilen, wo wir unterschiedliche Geschwindigkeiten scannen. Man scannt langsam in den Polygonen und schnell außerhalb von denen, die man belichten will. Wir benutzen RedBetire als den Controller, weil man die ganz einfach kriegen kann. Und die sind gut genug dafür. Wir haben einfache Jupyter Notebooks und können darauf einfach unsere Skripte erstellen, die wir brauchen. Elektronenoptik ist aus Benutzer Sicht ähnlich wie Optische. Das heißt, man hat auch Verzerrungen und ähnliche Probleme. Aber man kann den Scan transformieren, um das zu kompensieren. Um die Kamera-Eigenschaften benutzen und für Fiduciel-Erkennung braucht man unter Umständen mehrere Durchgänge, mehrfach Belichtung und wir empfehlen OpenCV. Und das ist alles frei verfügbar. Ein ärgerlicher Effekt ist manchmal, dass der Strahl nicht beliebig scharf ist und durch die Elektronenstreuung im Resist und Rückstreuung im Substrat. Und das ist das, was die Auflösung begrenzt, wenn man wirklich hohe Auflösungen haben will. Und es gibt verschiedene Möglichkeiten, dem zu begegnen. Man kann die Elektronennergie erhöhen, dass die Eintrittsregion kleiner ist. Und man kann auch den Effekt mit den Effektbeginn mit inverser Faltung und man kann den Effekt messen oder simulieren. Und PEC-IBL ist ein Open Source Tool, was wir dafür verwenden. Und das ist eine Art von PMMA, die wir benutzen. Das kann man einfach bei Amazon kaufen. Normalerweise kann man damit Fingernägel reparieren, glaube ich. Und die CM ist ein häufig verwendetes Lösungsmittel, aber das ist ziemlich ungesund. Und Xylol funktioniert auch. Das ist nicht so schlimm. Tolool kann man auch benutzen, aber ist auch ziemlich giftig. Anisol ist vielleicht das Lösungsmittel der Wahl. Das ist nicht giftig, finde ich, mit den anderen. Und funktioniert gut mit PMMA. Aber man muss es auf 70 bis 90 Grad aufheizen. Das ist unsere improvisierter Rotationsbeschichter. Das ist ein kleines Stück, was wir beschichten wollen. Und nach dem Beschichten müssen wir das erst einmal backen bei ungefähr 100 Grad Celsius für einige Minuten, damit das Lösungsmittel verdampft. Und das ist das Testmuster. Okay, unser erstes Ergebnis war noch nicht so gut. Die Referenz ist 100 Mikrometer groß. Und der Abstand zwischen den Linien ist 100 Mikrometer. Ein Beispiel von nicht gewollter Verbindung ist das hier. Es lag unter anderem an einer zu hohen Dosis des Elektronenstrahlen. Das hier ist ein wesentlich besseres Beispiel. Und ein anderes Beispiel von nicht gewollter Verbindung. Diese beiden Quadrate sind 10 Mikrometer groß und sie sind gefüllt. Das hätten sie nicht gesollt. Und vielen Dank an Sleepy Oil, dass er uns die Grundlagen Platinen gegeben hat. Vielen Dank. Gibt es Fragen? Vielen Dank für den Vortrag. Lasst uns mal gucken, ob wir Fragen haben. Gibt scheinbar keiner. Gerade jetzt im Moment. Okay, Leute, wenn ihr Fragen habt, dann macht mal. Nutzt unsere Kommunikationskanale, Twitter oder IRC. Im anderen Fall, lasst mich mal kurz eine Frage stellen. Was ist so die Auflösung, die man mit dieser Technik erreichen kann? Deine Frage ist, wie weit man kommen kann mit der Technik. Ja, also kleiner als ein Mikrometer, das ist möglich. Aber es ist immer noch ein Entwicklungsprozess. Wir sind noch dabei herauszufinden, wie wir 100 Nanometer erreichen können. Also, wenn jemand an den Folien interessiert ist, könnt ihr die veröffentlichen? Ja, das werden wir machen. Okay, wie finden wir die? Ich werde sie auf mein Github legen und dann ein Link über mein Twitter-Account verschicken. Okay, ja, das ist eine gute Idee. Dann kriegen wir das auch. Vielen Dank. Es scheint, als gibt es keine weiteren Fragen. Wir warten noch mal im Moment, ob noch mal was kommt. Möchtet ihr vielleicht noch was fragen? Nein. Nicht so wirklich? Ja, es gibt da noch eine Sache. Ihr habt eine Substanz genannt, die nicht so ganz gesund ist oder gesund sein könnte. Was ist die Giftigkeit dieser Komponente? Welche, das Tolle Ohl oder DCM? Beide können dir Krebs verursachen. Also, vielleicht Handschuhe tragen? Okay. Und ich würde einen Luftabzug empfehlen. Die Küche wäre so möglich, aber möglicherweise möchte man mit diesen Chemikalien nicht unbedingt der Küche arbeiten, oder? Ja, das stimmt. Okay, noch mehr Fragen? Ja, wir haben jetzt Fragen. Was für Strukturen möchtet ihr produzieren am Ende? Habt ihr da etwas im Kopf, was ihr machen wollt? Und wo ihr sagen wollt, Hurra, das hat Erfolg. Also, wir würden gerne optische Gitter für 400 Nanometer Laserlicht produzieren. Also Gitter. Oh, das ist cool. Wir würden gerne externe Kavitäten für Diodenlaser implementieren. Sind das auch selbstgebauten Laser? Oder habt ihr da ein Labor? Ich kaufe Diodenlaser, also ganz normal Laserdion. Und es sind Fabry, Paro, Laserdion. Ich möchte sie modifizieren. Was ist die Ausgangsleistung? Ich möchte welche mit 10 milliWatt verwenden. Also nicht so starke Leistung. Ja, aber Scham, du kannst damit schon deinen Augen verletzten, oder? Ja, doch. Ich glaube schon. Also, ich möchte hier nichts empfehlen, was so gefährlich ist. Nächste Frage. Was kostet so ein Labor? Unser Elektronenstrahlgerät ist ein sehr altes Elektronen-Mikroskop. Ein sehr altes Elektronen-Scanning-Mikroskop. Und es kostet so 500 bis 1500 Euro auf eBay. Das ist wirklich ein Gebrauch, das ist ziemlich alt. Man muss dann halt ein Signalerzeuger da anschließen. Und dann ein ziemlich creppy LV-A-Gerät. Wenn man die Pumpen noch mit einberechnet, braucht man etwa ein Kilowatt. Also ich habe es nicht gerechnet, aber es scheint so, dass man nichts Besonderes braucht dafür. Also nichts außer dem Equipment. Das ist cool. Habt ihr eventuell mal UV-Strahlung verwendet oder ausprobiert? Warum? Liegt es daran, dass ihr nur an Elektronenstrahlen interessiert seid? Ja, das ist das eine. Aber ich bin mir auch nicht sicher, wie man die Auflösung mit UV-Licht erreichen könnte. Und im gesamten dieses Elektronenstrahlsystem ist es tatsächlich einfacher. Zumindest um damit Mikrometer Auflösung zu erreichen. Okay, da kommt noch eine Frage. Es geht um die Frequenz. Wie schnell könnt ihr den Elektronenstrahl schalten? Was ist da eure Clockfrequenz, also eure Schaltfrequenz? Ja, wenn jemand fragt, wie schnell, dann könnt ihr eigentlich switchen. Wenn man einen IC produziert mit der Technik, wie schnell? Okay, also wir möchten keine ICs, keine Simi, keine Halbleiter Geräte produzieren. Es geht mehr um mikromechanische Geräte und optische Geräte. Nächste Frage. Wo kann man die Chemikalien kaufen? Braucht man da eine spezielle Lizenz für oder so? Weil das sehr giftig ist und so weiter. Also in Deutschland sind die einfach so verfügbar. Man kann die bestellen in bestimmten Onlineshops, WS3 Chemikalien, so normalerweise, wenn man eine größere Forschungseinrichtung ist, dann kann man die auch bei Sigma Aldrich bestellen, aber nicht privat. Okay, noch mehr Fragen kommen hier rein. Verpackt ihr die ICs irgendwie in einem Gehäuse? Nein, bisher nicht. Also wir machen keine ICs so in dem Sinne. Wir haben uns jetzt damit beschäftigt, wie man dieses Fotoresist mischt oder dieses Resist immer gemein mischt. Also für uns ist bisher kein IC-Verpackung möglich. Wie lange habt ihr da so bisher daran gearbeitet? Einige Monate bisher. Das ist eigentlich relativ kurz für den Erfolg, den ihr bisher habt. Eine andere Frage. Was benutzt ihr damit die Teile zusammenhalten? Zurzeit haben wir keine Verbindung dazwischen. Man kann Epoxy natürlich benutzen, um den Chip auf irgendwas aufzukleben oder so. Da kommt noch eine andere Frage, die ist mehr so nach eurer Motivation. Gibt es vielleicht so ein paar Projekte, die nicht möglich werden ohne euren Ansatz? Ja, speziellen optische Devices. Also ist der einzige Weg, mit dem man spezielle Optiken produzieren kann. Also die Motivation ist, diese optischen Teile zu produzieren, wie die Gita, was ich vorhin erzählt habe. Es gibt da sicherlich auch andere Sachen, die man damit machen kann, aber das ist nicht so mein Fokus. Okay, also du beschäftigst dich größtenteils mit Optiken. Okay, noch eine Frage hier. Wäre es möglich, auch Chips mit Gates zu produzieren, oder braucht man da ein bisschen ausgefalleneres Zeug? Also wenn man versuchen würde, Highlighter Chips zu produzieren, bereuchte man ein Diffuser oder Ionen-Einfüge-Gerät für die Masken? Okay, in meiner Vorstellung, damit ich da eine Vorstellung habe, wo habt ihr das aufgebaut, habt ihr da irgendeine Garage oder habt ihr da spezielle Räume gemietet? Also unser Labor ist im Prinzip im Keller. Okay. Gibt es da irgendwie Einfluss, also wird euer Prozess beeinflusst von Vibrationen und Erschütterungen? Ja, also wenn man auf wirklich hohe Auflösungen rausgeht, also richtig ultra feine Strukturen, dann bekommt man Probleme mit Oszillationen, also mit Schwingungen und beispielsweise vom Autoverkehr draußen oder so was. Okay. Ja, okay. Stimmt, also das habe ich mir auch so gedacht, genau. Das wäre ein Problem, wenn wir, wenn wir so eine technische Grenze von 10 Nanometer oder so unterschreiten wollten. Das ist auch nicht so einfach möglich in einem normalen Raum, in einem normalen Haus ohne spezielle Isolation von diesen Vibrationen. Wäre 10 Nanometer mit eurer Technik theoretisch möglich? Ja, theoretisch geht das. Aber das ist nur so rein theoretisch. Mit unserem Aufbau noch nicht, aber so rein theoretisch wäre das möglich. Dann mit einem professionellen Aufbau könnte man bis auf fünf oder weniger Nanometer Strukturen runterkommen. Aber ich weiß da jetzt auch gerade nicht, was das tatsächliche Limit ist, also von der Technologie. Noch eine Frage. Wie holt ihr den Wave nach dem Etzen da aus dem Bad raus? Oder wie wollt ihr den beschichten? Also ich würde da gerne etwas durch Elektrolyse auftragen. Also elektrochemische Beschichtung. Das ist so das, was ich versuchen würde. Und noch eine andere Methode, die ich jetzt gerade leider nicht verstanden habe. Und das hängt auch so ein bisschen an der Art der Edzung, die wir da verwenden. Und wir suchen gerade nach einem zuverlässigen und reproduzierbaren Resist. Wenn du das Material irgendwie benutzt, um Fats zu bekommen? Ja, das ist das Semikondakt. Also mit Diffusion oder Iron Planting, das wäre möglich, aber ... Ja, Dottierung wäre natürlich auch etwas für Halbleiter Geschichten. Und das mache ich eher nicht. Ich mache eher optische Sachen. Okay, ja, ich habe wieder zurück zur Optik. Ja, verstehe ich. Und mal gucken, ob noch was hochkommt. Noch eine Frage. Wir hatten schon einiges, und ich glaube, es war schon sehr viel Rückmeldung. Und ich habe jetzt keine neuen Fragen mehr. Ich bedanke mich noch mal ganz herzlich. Und bitte noch mal eine Schuldigung für die große Verzögerung. Aber wir haben es geschafft, wir haben es doch hingekriegt. Und darüber bin ich froh. Und ja, noch mal vielen Dank. Und ich bin noch mal ankündigen, dass wir in ein paar Sekunden wieder rüberschalten zu der Herald News Show. Ja, da drüben. Gut, das war ...