Fertigung und Erprobung eines Mikro-Wirbelstromsensors zur Abstandsmessung

Herstellung von Isolationsschichten

Wie bereits in Kapitel 6 erwähnt, kommen sowohl anorganische als auch organische Isolationsmaterialien zum Einsatz. Als anorganische Isolationsschicht wird bei der Wirbelstromsensorherstellung Aluminiumoxid (Al₂O₃) verwendet. Es besitzt gute dielektrische Eigenschaften und wird durch Kathodenzerstäuben

aufgebracht. Aluminiumoxid hat im Vergleich zu Nickel-Eisen oder Kupfer sehr niedrige Abtragsraten beim Ionstrahlätzen und kann nicht selektiv strukturiert werden. Der nasschemische Ätzprozess ist auch auszuschließen, da Aluminiumoxid hier eine hohe chemische Resistenz aufweist und nur sehr langsam abgetragen werden kann. Um Aluminiumoxid zu strukturieren, wird deshalb ein Lift-off-Prozess eingesetzt, mit dessen Hilfe rasch Strukturen aus Aluminiumoxid hergestellt werden können.

Als organisches Isolationsmaterial werden photoempfindliche Epoxiharze SU-8- 2005 und SU-8-25 verwendet. Die Schichtdicke beträgt je nach Strukturhöhe zwichen 7 und 25 µm. Die Strukturierung erfolgt mittels Belichtung durch eine photolithographische Maske hindurch, Thermobehandlungsschritte, einer Flutbelichtung (mit Glasmaske), einem Entwicklungsschritt und einer anschließenden Thermobehandlung (Hard Bake) bei 100°C. Anschließend kann der SU-8-Resist mit CMP bearbeitet werden. Bei der mechanischen Bearbeitung werden durch Abtrag der ausgehärteten Photolackstrukturen die darin eingebetteten Metallstrukturen freigelegt.

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