Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Mikromaterialbearbeitung mit Excimerlaserstrahlung - Systemkomponenten und Verfahrensoptimierungen



Datum: 18.03.1996


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. M . Geiger
  • Prof. Dr. H. W. Bergmann, Erlangen

Das Ziel der Arbeit war es, durch grundlegende Technologieuntersuchungen und durch optimierte Systemkomponenten zu einer erhöhten Abtragsrate und zu einer verbesserten Nutzung der Pulsenergie in der Mikromaterialbearbeitung mit Excimerlaserstrahlung beizutragen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmals eine diffraktive Optik als Phasenelement (Strukturgröße 20 µm) für die Materialbearbeitung mit XeCl-Excimerlaserstrahlung untersucht. Das Abtragsvolumen bzw. die bestrahlte Fläche steigt für den realisierten Ringfokus im Vergleich zu konventionellen Chrom-Quarzglasmasken um den Faktor 3 bis 4, so daß ca. 70 % der eingestrahlten Energie für die Bearbeitung am Werkstück genutzt werden können. Weiterhin läßt sich durch Modifikation der physikalischen Randbedingungen die Abtragsrate bei der Al2O3-Bearbeitung wesentlich erhöhen. Durch die Bearbeitung in Wasser, das nach starker Überhitzung explosionsartig verdampft, steigt der Materialabtrag um eine Größenordnung. Durch die deutlichen Effizienzsteigerungen (höhere Abtragsrate, reduzierte optische Verluste) steigt das Anwendungspotential für die industrielle Umsetzung der Materialbearbeitung mit Excimerlaserstrahlung in der Elektronikindustrie und Feinwerktechnik.