Saubere Mikro-Lithografie

Wissenschaftler der ETH Zürich haben eine Methode entwickelt, um Lithografie ohne kostspielige Reinraum- und Vakuumeinrichtungen anzuwenden. Das von Daniel Häfliger und Andreas Stemmer an Aluminiumfilmen demonstrierte Verfahren könnte bei Prototypen für lithografische Masken oder kostengünstigen elektrischen Schaltkreisen eingesetzt werden. Die Forscher beschreiben ihr Verfahren jetzt in der Fachzeitschrift Applied Physics (D. Haefliger, A. Stemmer: "Structuring of aluminium films by laser-induced local oxidation in water: Applied Physics, A 74, S. 115-118).

Die Wissenschaftler wandten einen einfachen, aber sehr wirkungsvollen Trick an: Sie bestrahlten eine dünne Aluminium-Schicht unter Wasser mit einem relativ schwachen Argon-Ionen-Laser. Aluminium ist ein stark reagierendes Material, das bei Kontakt mit Wasser eine dünne Schutzschicht bildet, die das Metall normalerweise vor Korrosion schützt. Durch Erhitzen mit einem Argon-Ionen-Laser wird nun diese Schutzschicht lokal aufgelöst, sodass das Aluminium korrodiert und weggeschwemmt wird. Dieser Vorgang kann, wie die ETH-Forscher demonstrierten, in reinem Wasser bei Temperaturen knapp unter dem Siedepunkt und unter normalen Laborbedingungen durchgeführt werden.

Lässt man das Metall bis auf das Substrat -- in der präsentierten Arbeit Glas -- "durchrosten", entstehen elektrisch isolierte Bahnen. Die Gräben variieren in Breite, je nach Dicke des Films, zwischen 266 und 600 Nanometer. Für das beschriebene Vefahren reicht eine Laserleitung von bis zu 30 Milliwatt. Die Autoren der Studie vermuten, dass der Prozess außer auf Aluminium auch auf andere Materialien anwendbar ist. (wst)