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Kurzfassung

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung freistehender Mikrostrukturen in nur einem einzigen Fotolithografieschritt.

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Hintergrund

Die Fertigung von Bauelementen mit freistehenden Mikrostrukturen, die durch einen Unterätzprozess entstehen profitiert vom neu entwickelten Verfahren.

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Bilder & Videos

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Lösung

Dieses eignet sich besonders für die Verwendung mit Nicht-Halbleiter-Materialien, für die ein Fotolack als Opferschicht in Frage kommt. Beschrieben wird ein Fotolithografieverfahren, das es ermöglicht - in Verbindung mit einem Lift-off-Prozess - freistehende Strukturen wie Cantilever, optische Filter, Mikrospiegel, Mikromembrane etc. mit einem einzigen Fotolithografieprozess herzustellen. Durch den verfahrensgemäßen Fotolitografieprozess erhält der Fotoresist eine Form, dass für die Bereiche der Struktur, die fest mit dem Substrat verbunden bleiben sollen, eine sanfte Flanke entsteht. Für die Bereiche der Struktur, die vom Substrat gelöst sein sollen, entsteht eine scharfe Kante mit Unterschnitt, die einen Lift-off-Prozess ermöglicht. Dadurch muss die strukturgebende Schicht nicht separat strukturiert werden. Durch die Entfernung des Fotoresists durch Unterätzen ist die freistehende Struktur nach nur einem Fotolithografie- und einem Depositionsschritt vollständig entstanden. Dieses Verfahren ist auf konventionellen Maskenjustiergeräten ohne Modifikation durchführbar, bedarf aber einer speziellen Fotolithografiemaske, die im patentierten Verfahren beschrieben ist. Das Verfahren wurde mit 5“ Fotolithografiemasken und 4“ Substraten mit hoher Prozessausbeute erfolgreich validiert. Darüber hinaus kann das Verfahren anstelle einer Grautonlithografie dienen. Die Fotolackschicht dient dann nicht als Opferschicht, sondern bspw. zum Strukturübertrag einer Flanke in ein Substrat durch einen Ätzprozess mit geringer Selektivität des Fotoresists gegenüber dem Substratmaterial. Der Strukturübertrag einer mittels des angemeldeten Verfahrens erzeugten Lackflanke in einen Siliziumwafer mittels ICP-RIE konnte ebenfalls erfolgreich validiert werden.

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Vorteile

• Extrem einfach und kostengünstig
• Freistehende Strukturen ohne justierte Fotolithografie
• Nur ein Fotolithografie- und ein Depositionsschritt zur Herstellung der Struktur erforderlich
• Durchführbar mit konventionellen Maskenjustiergeräten

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Anwendungsbereiche

Mikrosystemtechnik, Fotolithografie