Miniaturisierte Sensoren und Systeme sind zunehmend integraler Bestandteil vieler Konsumgüter.
Die Herstellung erfolgt in der Regel durch fotolithografische Prozessketten. Dies stößt wegen
kontinuierlich abnehmender Lebenszyklen der Produkte, deren teilweise geringer Wertschöpfung
oder niedriger Stückzahlen zunehmend an seine wirtschaftlichen Grenzen. Insbesondere
die kostenintensive und hinsichtlich Modifikationen des Layouts unflexible Maskentechnik erschwert
die profitable Fertigung von Kleinserien. In dieser Arbeit wird ein laserbasiertes, direktschreibendes
und somit maskenloses Herstellungsverfahren entwickelt, welches speziell in der
aufwendigen Entwicklungsphase der Produkte eine gesteigerte Effizienz bietet. Durch den selektiven
Materialabtrag wird weiterhin der Prozessschritt der chemischen Resist - Entwicklung obsolet.
In den Untersuchungen wird zunächst experimentell die Laser -Material -Wechselwirkung
studiert und ein analytisches Modell zur Beschreibung der resultierenden Abtragsgeometrie aufgestellt.
Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wird eine computergestützte Simulation implementiert,
die eine valide Vorhersage der Strukturtopografie ermöglicht. Hierdurch kann ein
Teil der in der Systementwicklung notwendigen praktischen Tests eingespart werden. Das laserbasierte
Verfahren wird durch Integration in einen lithografischen Prozessablauf validiert und
die hierdurch hergestellten Bauteile mit Referenzstrukturen, die durch klassische Fotolithografie
erzeugt werden, verglichen. Die Prozessqualifizierung erfolgt durch Haftfestigkeitsuntersuchungen,
die ein wesentliches Merkmal für die Beurteilung der Bauteilqualität darstellen, sowie durch
Vergleiche der Prozessgeschwindigkeiten und Kosten beider Verfahren.
Aktualisiert: 2019-10-17
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