Kapitel 7 - Oberflächenmikromechanik

Question 1

Was ist Oberflächenmikromechanik?

Answer 1

Verfahren, mit denen auf der Bauteiloberfläche mechanische Systeme hergestellt werden, bezeichnet man als Oberflächenmikromechanik.

Question 2

Skizzieren sie das Lift-off verfahren.

Welche 4 Schritte gibt es?

Answer 2

Question 3

Nennen sie Vorteile und Nachteile vom Lift-Off Verfahren

Answer 3

Vorteil: beninahe jedes Material kann so beschichtet werden

Nachteil: Lösungsmittel hat nur über Hinterschnitte Zugang um große Flächen zu ätzen.

Fotolacke können nur beim Temperaturen <50° beschichtet werden, da sie sonst zerfließen.

Question 4

Resistprofile für das Lift-Off-Verfahren

Answer 4

Question 5

Nennen sie die 5 Schritte zur Mikrostrukturierung durch Ätzen

Answer 5

Question 6

Pro Kontra Ätzen von Mikrostrukturen

Answer 6

Pro: Resistprofil egal, kein Hinterschnitt notwendig.

Kontra: Unterätzung verhindert beliebig dicht aneinander stehende Strukturen.

Question 7

Wie wendet man Galvanik in der Mikromechanik an?

Answer 7

Bei der Galvanik verwendet man ein elektrisch leitendes Substrat

Question 8

Aufbau Galvanik

Answer 8

Question 9

Galvanik Vorteile und Nachteile

Answer 9

Nachteil:

Nur einige Metalle und Legierungen können abgeschiden werden

Schichten haften schlechter als bei CVD, PVD

Vorteil:

Geringe Kosten

Schnell

schmale und hohe Strukturen können hergestellt werden

Question 10

Vergleich von Aufdampfen, Sputtern, CVD und Galvanik

Answer 10

Question 11

Was versteht man unter einer Opferschicht?

Answer 11

Damit bewegliche Mikrostrukturen hergestellt werden können,
wendet man das Opferschicht-Verfahren an:
Eine Schicht wird als Platzhalter für einen späteren
Zwischenraum hergestellt und bei einem späteren
Fertigungsschritt weggeätzt.

Question 12

10 Schritte Opferschichtverfahren (skizzieren)

Answer 12

1. Beschichten
2. Fotolithografie
3. Ätzen selektiv gegen das Substrat
4. Fotolack entfernen (fertige Opferschicht)
5. Beschichten
6. Aufschleudern von Fotolack
7. Fotolithografie
8. Ätzen selektiv zu Opferschicht und Substrat
9. Fotolack entfernen
10. Opferschicht ätzen selektiv gegen Struktur und
    Substrat

Question 13

Übersicht Ätzlösungen

Answer 13

Question 15

Fertigung eines Drucksensors (lernen)

Answer 15

-

Question 16

Was versteht man unter dem Adhäsionsproblem?

Answer 16

Beim Opferschichtverfahren tritt das Problem auf, dass die
Mikrostrukturen durch Adhäsionskräfte auf das Substrat
gezogen werden und dort so stark anhaften, dass sie nicht
mehr zu gebrauchen sind (Stiction).

Question 17

Nennen sie mögliche Lösungen für das Adhösionsproblem.

Answer 17

1. kleine Stützstrukturen
2. Ätzen in Gas-Atmosphäre
3. Spülen mit Wasser nach dem Ätzen und Gefriertrocknen
4. Aufbringen von Antihaftschichten
5. Verwendung von hydrophoben Materialien
6. Zusetzen von Tensiden zum Spülwasser

Question 18

Welcher Zusammenhang gilt bei der Fotolithografie zwischen der Wellenlänge und der Schärfe der Abbildung?

Answer 18

Je kleiner die Wellenlänge, dest schärfer die Abbildung

Question 19

Wie lassen sich Interferenzmuster vermeiden?

Answer 19

Interferenzmuster lassen sich durch kontinuierliche Spektren vermeiden

Question 20

Spezifikationen für die ideale Strahlung für die Lithografie

Answer 20

• kurze Wellenlänge
• geringe Absorption
• kontinuierliches Spektrum
• parallele Strahlung
⇒ Synchrotronstrahlung

Question 21

Zwischen welchen Grenzen sollte die Strahlendosis bei Röntgenfotolithografie liegen?

Answer 21

• Untere Grenze: Grenzdosis, bei der sich Resist auflöst
• Obere Grenze: Beginn von Blasenbildung

Question 22

Konsequenzen, wenn im Synchrotron eine dickere Schicht bestrahlt werden soll:

Answer 22

muss der Vorabsorber dicker sein,
muss der Absorber auf der Maske dicker sein,
muss das Röntgenspektrum härter (kürzere Wellenlängen) sein,
muss die Bestrahlungszeit länger sein.

Question 23

Unterscheidung Strahlungsarten Lithografie

Answer 23

Röntgenstrahlen -> Röntgen(tiefen)lithografie
Photonen -> Fotolithografie
Elektronen -> Elektronenstrahllithografie
Ionen -> Ionenstrahllithografie

Question 24

Was versteht man unter der De Broblie Wellenlänge?

Answer 24

Neben Photonen kann man auch Elektronen und Ionen ein Wellenlänge zuornden.

Je höher die Masse und Geschwindigkeit, desto geringer ist die Beugung am Spalt.

λ = m v /h