Panorama

UV Center of Excellence in Aachen eröffnet

24.08.2022 - Entwicklung innovativer UV-Laserprozesse und deren Skalierung für die industrielle Fertigung.

Seit Jahren sind UV-Laser die Arbeits­pferde der Mikro- und Nano­struktu­rierung. Mit ihnen wurden viele Generationen von Mikro­prozes­soren herge­stellt und auch in der Fertigung von Displays spielen sie eine wichtige Rolle. Im Rahmen großer indus­tri­eller Anwendungen wurden insbesondere die kurz­welligen Excimer-Laser auf Höchst­leistungen getrimmt und auf lange Standzeiten optimiert. Sind die UV-Laser damit am Ende? Definitiv nicht. Denn einerseits erleben auch die UV-Fest­körper­laser noch eine lebhafte techno­logische Entwicklung. Andererseits bieten die speziellen Fähigkeiten der UV-Technik enorme Vorteile für kommende Anwendungen im Bereich Cleantech, also sauberer Technologien für die Elektro­mobilität und Wasser­stoff­erzeugung. Zu diesen speziellen Fähigkeiten gehört die Nanometer-Auflösung bei der Material­bearbeitung ebenso wie das präzise und selektive Abtragen dünner Schichten.

Im jetzt eröffneten UV Center of Excellence am Fraunhofer-ILT in Aachen stellt der Projekt­partner Coherent sein breites Portfolio von UV-Lasern für die Entwicklung hoch­präziser indus­tri­eller Prozesse zur Verfügung. Zum Equipment gehören drei Excimer­laser mit bis zu 150 Watt Laser­leistung bei 248 Nanometern. Dazu kommen noch Festkörper-UV-Laser und Ultra­kurz­puls­laser im UV-Bereich bei 266 und 345 Nanometern.

Mit diesem Center stellen die Partner ihren Kunden industrie­reife Laser­lösungen zur Verfügung, um neue Prozesse zu entwickeln, zu evaluieren und die Skalierung für die Serien­fertigung vorzu­bereiten. „Das Fraunhofer-ILT bietet dazu ein einmaliges Know-how bei der Systemtechnik, der Robotik und der Diagnostik bis hin zur Simulation“, sagt Ralph Delmdahl von Coherent.

Die klassische Halbleiter­bearbeitung ist ein Schwerpunkt der UV-Laser­prozesse. Dazu gehören das Struk­tu­rieren und Trennen ebenso wie die Dünnfilm­bearbeitung und anspruchs­volle Themen wie die Struk­tu­rierung unterhalb von zwei­hundert Nanometern. „Das ist ein weites Feld, es geht vom Nanobohren für medizinische Anwendungen bis hin zur selektiven Manipulation von hydrophoben oder hydrophilen Flächen für die Halbleiter­industrie“, erklärt Serhiy Danylyuk vom Fraunhofer-ILT die Anwendungs­breite.

Durch eine enge Zusammen­arbeit mit Labora­torien für Batterie- und Wasserstoff­technik kommen viele neue Prozesse dazu. Ein Beispiel ist das Laser-Sintern von Dünnschicht­elektroden und Elektrolyt­materialien bei Festkörper­batterien. Für die Wasserstoff­technologien arbeitet das Team in Aachen zum Beispiel an der Oberflächen­behandlung von Bipolar­platten.

Neu ist auch das Mikrobohren. Mit grünen Lasern kommt man da bis zu Durchmessern um zehn Mikrometer, mit UV-Lasern wurden am Fraunhofer-ILT schon Löcher mit nur einem Mikrometer Durchmesser gebohrt. Besonders sauber und mit Submikro­meter-Genauigkeit können Bohrungen mit den UV-UKP-Lasern realisiert werden. So lassen sich zum Beispiel selektive Filter für Mikroplastik oder bestimmte biologische Proben herstellen.

Fh.-ILT / RK

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