Maskenloses Laserlithographiesystem für Rapid-Prototyping

• Fachliche Zuordnung: Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 535127221

Die Entwicklung und Realisierung funktionaler Bauelemente in den Forschungsschwerpunkten der Universität Siegen erfordern die Definition von Strukturgrößen mit Genauigkeiten im sub µm Bereich. Die für diesen Antrag relevanten Forschungszweige Sensorik, Materialwissenschaften, Mikro- und Nanochemie konzentrieren sich auf die Erforschung einer breiten Palette an Bauelementen (z. B. biochemische Sensoren, (opto-)elektronische Komponenten) oder der grundlegenden Erforschung neuartiger physikalischer Phänomene z.B. in Metamaterialien oder Quantenstrukturen. Nanostrukturierung ermöglicht die Erforschung molekularer oder Zellwechselwirkungen, Sondierungen der Skalierungspotentiale von 2D-Materialien für 3D-Kameras oder die Realisierung integrierter optischer Schaltkreise und Kommunikationstechnologien der nächsten Generation. Das hier beantragte schnelle, flexibel einsetzbare und präzise Laserlithographiesystem umfasst eine Graustufen-Lithographie und Optical Proximity Correction zur Prozessierung von bis zu 6“ großen Substraten und wird zentral allen Forschern und Kooperationspartnern der Universität Siegen zur Verfügung stehen. Das Gerät wird essenzieller Bestandteil der Technologie des sich im Aufbau befindlichen, landesgeförderten Forschungszentrums der Universität Siegen (INCYTE) mit 600m2 Reinraum, der 2024 in Betrieb geht. Die Universität verfolgt dabei die Strategie, die technologische Infrastruktur für die Bauelement- und Materialentwicklung am Zentrum für Sensorsysteme (ZESS), am Center for Innovative Materials (Cm) und am Center for Micro- and Nanochemistry and Engineering (Cµ) zu zentralisieren, um Forschungsgeräte effektiver nutzbar zu machen. Die beantragende Arbeitsgruppe wird den INCYTE-Reinraum betreiben und dem interdisziplinären Nutzerkreis zur Verfügung stellen. Organisatorisch wird die flexible Anlagennutzung durch eine DFG-geförderte Core Facility nach dem erfolgreich erprobten Beispiel des Mikro- und Nanoanalytikzentrums (MNaF) erfolgen. Die unmittelbare räumliche Nähe zur Nanoanalytik ermöglicht den systematischen Ausbau der Forschung an nanoskaligen Strukturen und Bauelementen. Um dem Anforderungsprofil aller Nutzer gerecht zu werden, wird das Lithographie-system über ein temperaturstabilisiertes Mini-Environment (ISO-4) und eine 375 nm Laserdiode verfügen, wodurch Breitband- sowie spezielle i-Linien Photolacke prozessiert werden können. Weiterhin sollen zwei Schreiboptionen zur Verfügung stehen, um schnelles Schreiben (Rapid Protoyping) und hochauflösende 300 nm Strukturierung über 6“ Wafer mit akzeptablem Zeitaufwand zu ermöglichen. Höchste Anwendungsflexibilität ermöglicht die hochpräzise Justage mit Genauigkeiten von 1 µm auf Rückseiten- und 250 nm auf Oberseitenstrukturen. Zur Kalibration und Prozessentwicklung wird ein hochauflösendes 3D Digitalmikroskop eingesetzt. Ziel ist es, das Gesamtsystem nachhaltig und offen zu betreiben, um so einen signifikanten Impuls auf den Forschungsstandort Siegen zu erzielen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Maskenloses Laserlithographiesystem für Rapid-Prototyping
• Gerätegruppe: 0910 Geräte für Ionenimplantation und Halbleiterdotierung
• Antragstellende Institution: Universität Siegen
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Peter Haring Bolívar