UV Center of Excellence in Aachen eröffnet
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
