Laser induced backside etching of dielectrics

• Applicant: Dr.-Ing. Klaus Zimmer
• Subject Area: Production Automation and Assembly Technology
• Term: from 2001 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5343506

Der Einsatz der Lasertechnik für spezifische Mikrostrukturierungsprozesse in der Mikro- bzw. Nanotechnologie birgt eine Reihe von inhärenten Vorteilen gegenüber anderen Ätztechniken (Ionen-, Plasma- und nasschemisches Ätzen) im Sinne der flexiblen Bearbeitung, des berührungslosen Werkzeugeingriffs, der 3D-Formgebung und der hohen Abtragsraten. Im Gegensatz zu Polymeren lassen sich mittels Laser dielektrische Materialien (Quarz, Oxide usw.) gegenwärtig nur mit begrenzter Qualität und geringer Präzision sowie mit hohem technischen Aufwand abtragen. Jüngste Untersuchungen zu dem neuen Verfahren des laserinduzierten Flüssigkeits-Rückseitenätzens belegen die damit erreichbare hohe Präzision der Strukturiering von Dielektrika, die nahezu partikelfrei und bei niedrigen Energiedichten erfolgt. Die laserinduzierten Prozesse und Mechanismen des Materialabtrags im Grenzflächenbereich "transparentes Material - Flüssigkeit" sind noch nicht annähernd geklärt. Ziele des Projektes sind (i) die Aufklärung der wesentlichen Prozesse, die bei der Materialbearbeitung mittels Laserstrahlung an der Grenzfläche Flüssigkeit-Festkörper ablaufen, und (ii) die Anwendung dieser Erkenntnisse zur Optimierung der Bearbeitungsparameter für hochgenaue Strukturierungsaufgaben. Die prozessbestimmenden Parameter der Laserstrukturierung von ausgewählten dielektrischen Materialien werden untersucht und deren Einfluss mit Methoden zur Bestimmung der Oberflächentopographie, der chemischen Zusammensetzung und der Struktur charakterisiert. Da sich für dieses neue Verfahren ein weites Applikationsfeld in der Mikrotechnik prognostizieren lässt, sollen anhand von Demonstratoren die Leistungsfähigkeit und die Verwertungsmöglichkeiten für anwendungsrelevante Fragestellungen verifiziert werden.

• DFG Programme: Research Grants