Fertigung und Erprobung eines Mikro-Wirbelstromsensors zur Abstandsmessung

Strukturierung dünner Schichten

Bei der Herstellung von Strukturen in dünnen Schichten werden unterschiedliche Verfahren eingesetzt (Bild 5.6).
Ätzprozess Lift-off-Prozess

Beschichtung mit einer Metallschicht

Aufbringen und Strukturierung von Photoresist

Aufbringen und Strukturierung von Photoresist

Ätzprozess

Photoresist




Beschichtung mit einer Metallschicht

Entfernen des Photoresists (Lift-off-Prozess)

2005 imt 5017-033
Entfernen des Photoresists

Bild 5.6: Strukturierung dünner Schichten mittels Ätz- und Lift-Off-Prozess

Eine Möglichkeit zur Erzeugung von strukturierten Schichten ist die Ätztechnik. Hierbei wird das Substrat zunächst vollständig beschichtet und anschließend Teile der Schicht durch Ätzen entfernt. Die gewünschte Schichtgeometrie wird dabei von einer Schicht aus strukturiertem Photolack geschützt, der anschließend entfernt wird.

Bei der Strukturierung dünner Schichten mit dem Lift-off-Verfahren werden die Substrate vor der Beschichtung mit einer Photolackschicht versehen, die durch Belichtung und Entwicklung strukturiert wird. Die Schichtabscheidung erfolgt sodann sowohl auf den freiliegenden Bereichen des Werkstücks als auch auf der Photolackschicht. Nach der Entfernung des Photolacks durch Lösungsmittel oder durch Plasmaveraschen bleibt eine strukturierte Schicht zurück. Problematisch wird

bei der Anwendung des Lift-off-Verfahrens die Herstellung gut ausgebildeter Strukturkanten, da es zur Ausbildung von undefinierten Kanten kommt. Bei diesem Prozess sollte deshalb ein negativ strukturierter Reversal-Photoresist angewendet werden (Bild 5.7). In diesem Fall erleichtern negative Kantenprofile den Lift-off- Prozess, allerdings wird die Kontaktfläche zwischen dem Substrat und dem Photoresist verkleinert und damit die Schichthaftung reduziert. Dabei ist zu beachten, dass die Dicke der abzuscheidenden Schicht die Photoresistdicke nicht überschreiten darf.

Lackstrukturen mit negativen Flanken

Beschichtung

2005 imt 5017-034
Entfernen von Lackstrukturen

Bild 5.7: Einsatz negativer Flanken im Lift-off Prozess

Der Abtrag kann mit einem nasschemischen oder einem Trockenätzverfahren erreicht werden. Beim nasschemischen Ätzen wird eine hohe Selektivität erreicht, da die chemische Reaktion im Material selektiv verläuft. Zudem verläuft ein nasschemischer Ätzprozess isotrop, und es können unterschiedliche Unterätzungen der Ätzmaske entstehen, was zu einer fehlerhaften Strukturierung führt. Durch den Einsatz geeigneter Strukturgeometrien und -größen kann eine Fehlerminimierung erreicht werden.

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