-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Strukturierung von Bauteiloberflächen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Ausbildung von Strukturen auf der Oberfläche von Halbleitermaterialien, wobei man wegen der geringen Strukturtiefe der flächig gebildeten Strukturen auch von 2.5 dimensionalen Strukturen sprechen kann.
-
Bisher konnten für die Fertigung flächiger sogenannter 2.5 D Strukturen im Mikrometer- und Submikrometerbereich, beispielsweise zur Herstellung von MEMS (Microelectromechanical systems)/MEOMS (Microelectroopticalmechanical systems), Sensoren, Aktoren, passive Bauelemente oder mikrofluidische Strukturen, bereits eine Reihe von Verfahren etabliert werden. Ein häufiges Problem stellt die Bearbeitung der üblicherweise eingesetzten Werkstoffe, wie zum Beispiel Silizium aber auch Halbleitermaterialien mit höherer Bandlücke, wie zum Beispiel Galliumarsenid, Siliziumcarbid oder Galliumnitrid, dar, die wegen ihrer Härte und Sprödigkeit nur sehr schwer mechanisch zu bearbeiten sind.
-
Bei häufig verwendeten nasschemischen Ätzverfahren wird eine auf einem Siliziumwafer aufgebrachte Schutzschicht, beispielsweise aus Siliziumoxid, in einem Lithographieverfahren mit dem Negativ der gewünschten Struktur belichtet. In einem nachfolgenden Ätzprozess wird die gewünschte Struktur dann unter Zuhilfenahme eines thermisch aktivierten Ätzmittels, bei dem es sich beispielswiese um ein Ätzgas oder auch um eine alkalische Lösung wie NaOH oder KOH handeln kann, geätzt. Dabei ist der Umfang der herzustellenden Strukturen aufgrund der Anisotropie des Ätzprozesses begrenzt. Strukturen mit tiefen Gräben, runde Strukturen oder einzelne Erhebungen sind mit diesem Verfahren nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand herstellbar. Die Methode eignet sich für die Massenfertigung, ist aber aufgrund der hohen Kosten des Lithographieverfahrens und wegen der Notwendigkeit eines Reinraums für Kleinserien oder für die Prototypen-Fertigung ungeeignet. Mit einer Ätzrate von 1 μm pro Minute ist das Verfahren zudem verhältnismäßig langsam.
-
Höhere Ätzraten können beispielsweise in einem Verfahren unter Verwendung einer Kombination von Laserenergie und einem chemisch reagierenden flüssigen Ätzmittel erzielt werden, bei dem die Aufgabe des Lasers darin besteht, die zu bearbeitende Oberfläche lokal zu erwärmen, um die chemische Reaktion, d. h. das Ätzen lokal zu induzieren oder zu beschleunigen. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein maskenloses Verfahren, da die gewünschte Struktur durch „Schreiben” des Lasers direkt auf die zu bearbeitende Oberfläche aufgebracht wird. Damit eignet sich das Verfahren insbesondere für die Prototypen-Fertigung. Trotz der Laserunterstützung verläuft der Ätzprozess jedoch verhältnismäßig langsam und die gefertigten Strukturen sind von geringerer Qualität.
-
So betrifft die
US 2012/0205354 A1 Möglichkeiten für die Oberflächenstrukturierung von Metallplatten.
-
Die
DE 10 2007 010 872 A1 betrifft ein Verfahren zur Präzisionsbearbeitung von Substraten bei dem ein flüssigkeitsunterstützter Laser eingesetzt wird.
-
JP 62 192 283 A beschreibt Möglichkeiten zur Strukturierung von Keramiksubstraten mit Laserstrahlung, die in eine Flüssigkeit eingetaucht sind.
-
Aus
EP 0 450 313 A2 sind Möglichkeiten zum Ätzen mit Laser in einer Flüssigkeit bekannt.
-
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Laserbearbeitung sind in
US 2002/0050589 A1 beschrieben, bei denen Laserstrahlung durch eine Flüssigkeit auf eine zu bearbeitende Oberfläche gerichtet ist.
-
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einfache und kostengünstige Möglichkeiten zur Verfügung zu stellen, mit denen die Ätzrate oder Abtragsrate bei der Herstellung dreidimensionaler Strukturen gesteigert und gleichzeitig die Präzision der Strukturen erhöht werden kann.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung nach Anspruch 11 gelöst. Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung können mit in Unteransprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur dreidimensionalen Strukturierung von Bauteiloberflächen wird ein Laserstrahl auf eine zu strukturierende Oberfläche eines Bauteils gerichtet und gleichzeitig die zu strukturierende Oberfläche mit einer Flüssigkeit benetzt oder die zu strukturierende Oberfläche ist in der Flüssigkeit eingetaucht. Dabei sind die zu strukturierende Oberfläche und der Brennfleck des Laserstrahls relativ zueinander bewegbar oder werden relativ zueinander bewegt, wobei Mikrowellen von einer Mikrowellenquelle in die Flüssigkeit oder in einen von der Flüssigkeit benetzten Bearbeitungsbereich, in dem eine Bestrahlung mit dem Laserstrahl erfolgt, eingekoppelt werden. Die eingesetzte Flüssigkeit sollte bevorzugt zum Ätzen des Bauteilwerkstoffs geeignet sein.
-
Das Bauteil kann dabei in einem Behälter angeordnet sein, in den die Flüssigkeit von außen zugeführt wird. Dabei kann die Flüssigkeit bereits außerhalb des Behälters mit den Mikrowellen einer außerhalb des Behälters angeordneten Mikrowellenquelle bestrahlt werden, bevor sie in den Behälter bzw. dem Bearbeitungsbehälter zugeführt wird. Alternativ kann sich die Mikrowellenquelle auch innerhalb des Behälters befinden. Dadurch ist eine direkte Bestrahlung der sich in dem Behälter befindenden Flüssigkeit möglich. Es kann außerdem vorgesehen sein, dass die von außerhalb zugeführte, bereits bestrahlte Flüssigkeit zusätzlich durch die Mikrowellen der innerhalb des Behälters angeordneten Mikrowellenquelle bestrahlt wird.
-
Der mit dem Laserstrahl bestrahlte Bereich der Oberfläche, auf der auch die Mikrowellen gerichtet sind, sollte bei der Bearbeitung von der Flüssigkeit überdeckt sein.
-
Der Laserstrahl, der kontinuierlich oder gepulst mit einer vorgebbaren Pulsdauer emittiert werden kann, kann auf die zu bearbeitende Oberfläche zu einem mikrometergroßen Brennfleck fokussiert werden, wobei der Brennfleck und die zu bearbeitende Oberfläche relativ zueinander entlang eines vorgebbaren Pfades bewegt werden. Dabei wird mit dem Brennfleck des Laserstrahls durch direktes Schreiben auf der Oberfläche des Bauteiles ein Abbild der gewünschten Mikrometerstruktur, beispielsweise eines MEMS oder MEOMS durch einen Werkstoffabtrag ausgebildet. Durch den Laserstrahl und/oder infolge der Einkopplung der Mikrowellen wird die Flüssigkeit aktiviert, so dass ein lokaler Abtrags-/Ätzprozess in diesem Bereich initiiert wird, der dem von dem bewegten Brennfleck geschriebenen Pfad folgt. Demnach können die Mikrowellen vorteilhafterweise zur Beschleunigung und Unterstützung, d. h. zur Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Werkstoffabtragprozesses eingesetzt werden. Dadurch kann die Abtragrate erhöht und gleichzeitig eine gesteigerte Qualität der gebildeten Strukturen erreicht werden. Aufgrund der durch die Mikrowellen-Einkopplung zusätzlich zugeführten Energie kann außerdem die Konzentration und/oder die Menge der Flüssigkeit reduziert werden, wodurch Chemikalien (Ätzmittel) eingespart werden können.
-
Für das Verfahren sollten Mikrowellen im Bereich zwischen 0,25 GHz bis 250 GHz, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,25 GHz bis 10 GHz eingesetzt werden. Es kann aber auch der Einsatz von THz-Quellen vorgesehen sein, die elektromagnetische Strahlung emittieren, die oberhalb von 250 GHz liegt.
-
Weiterhin kann die mittlere Leistung der Mikrowellen sowie die Mikrowellen-Dispositionszeit des Bearbeitungsbereichs eingestellt werden.
-
Die Ätzrate/Abtragsrate kann von der Wellenlänge des Lasers, der Leistung und der Leistungsdichte des Lasers, der eingestrahlten bzw. eingekoppelten Mikrowellenleistung und der Konzentration der Flüssigkeit bzw. des in der Flüssigkeit vorhanden Ätzmittels beeinflusst werden.
-
Aufgrund der höheren Aktivierung der Flüssigkeit durch die Mikrowellen kann das Verfahren genutzt werden, um auch Halbleitermaterialien mit hoher Bandlücke zu strukturieren. Weiterhin eignet sich das Verfahren zur Herstellung sogenannter 2.5 D Strukturen, die eine Strukturtiefe im Mikrometer-Bereich und eine Strukturbreite, d. h. Linienbreite im Mikrometer-Bereich, beispielsweise 30 μm aufweisen. Die Strukturbreite kann durch die eingesetzte Wellenlänge der Laserstrahlung, der Fokussierung des Laserstrahls, dem Einfallswinkel des Laserstrahls und/oder durch eine Polarisierung des Laserstrahls beeinflusst werden. Die Strukturierung kann aber insbesondere durch die thermischen Eigenschaften des zu bearbeitenden Werkstoffs und durch den Bestrahlungmodus des Lasers, z. B. Pulsdauer und Wiederholungsrate der Pulse beeinflusst werden, da hiervon der Wärmeeintrag abhängt. Außerdem ist die Breite und auch die erreichbare Tiefe von einer vorgebbaren Vorschubgeschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Brennfleck des Laserstrahls und der zu bearbeitenden Oberfläche abhängig. Beispielsweise können tiefere und/oder breitere Strukturen durch die Verlangsamung der Vorschubgeschwindigkeit ausgebildet werden.
-
Während der Durchführung des Verfahrens sollte eine Temperatur im Bereich zwischen 40°C und 400°C zumindest in dem Bearbeitungsbereich eingehalten werden. Die Einhaltung der Temperatur kann durch die lokale Einkopplung der Mikrowellen in dem Bearbeitungsbereich, durch die Einkopplung in die Flüssigkeit oder durch eine zusätzliche Beheizung realisiert werden.
-
Als zum Ätzen des Bauteilwerkstoffs geeignete Flüssigkeit kann eine Säure oder eine Base sowie eine wässrige saure bzw. wässrige alkalische Lösung eingesetzt werden. In Frage kommen beispielsweise Lösungen von KOH, NaOH, HNO3, H3PO4, H2SO4, HF, HCl oder TMAH. Weiterhin können auch organische Flüssigkeiten wie beispielsweise Carbonsäuren eingesetzt werden. Es kann auch die Verwendung von Wasser oder Alkoholen als Flüssigkeit vorgesehen sein. Vorteilhafterweise sollte eine Flüssigkeit eingesetzt werden, die bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Aktivierung eine nur geringe Reaktionsfähigkeit gegenüber der zu bearbeitenden Oberfläche aufweist.
-
Der Werkstoff des Bauteils oder einer auf der Oberfläche des Bauteils ausgebildeten Beschichtung kann mit einem Werkstoff gebildet sein, der eine hohe Bandlücke und/oder Halbleitereigenschaften aufweist. Vorzugsweise kann der Werkstoff aus Silizium, Siliziumcarbid, mit Siliziumoxid beschichtetes Silizium, Siliziumnitrid, Galliumarsenid oder Galliumnidrid gebildet sein. Mit dem Verfahren können aber die Oberflächen von Glas, Keramik, Metall oder Metalllegierungen strukturiert werden.
-
Zur Verbesserung der Struktur- und insbesondere der Kantenqualität, kann die Bauteiloberfläche vor der Strukturierung mit einer Schutzschicht, vorzugsweise mit einer Oxidschicht, zumindest in dem Bereich beschichtet oder versehen werden, in dem die Strukturierung erfolgen soll. Bei einer solchen Schutzschicht kann man auch von einem Maskierungsmittel sprechen, dass die eigentlich zu ätzende Oberfläche überdeckt. Dabei dient der Laserstrahl in einem ersten Schritt erweitert zum strukturierten Abtrag des Maskierungsmittels, d. h. zum Abtrag der Schutzschicht, ohne dass dabei eine Ätzwirkung eintritt. Dieser Schritt kann unter Ausschluss der eingesetzten Flüssigkeit bzw. unter Ausschluss eines Ätzmittels erfolgen. Anschließend kann in einem zweiten Schritt die freigelegte ätzempfindliche Oberfläche, die sich unter dem Maskierungsmittel befindet, unter Nutzung der zum Laserätzen geeigneten Laserparameter mit dem Laserstrahl unter Anwesenheit einer Flüssigkeit bzw. eines Ätzmittels bestrahlt und dadurch der Werkstoffabtrag an der Oberfläche hervorgerufen werden. Dies kann, wie beschrieben in zwei Schritten erfolgen oder unter Nutzung geeigneter Laserparameter in einem Schritt durchgeführt werden, wobei beide Schritte bei einer Laserüberfahrt über die Oberfläche nahezu geleichzeitig stattfinden können.
-
Die Flüssigkeit kann mit einer Düse in den Bearbeitungsbereich zugeführt werden, wobei der Bearbeitungsbereich und insbesondere der Bereich in dem der Werkstoffabtragprozess stattfindet, kontinuierlich übersprüht wird. Durch das Sprühen können abgelöste Werkstoffteile oder Reaktionsprodukte abtransportiert werden. Das kontinuierliche Übersprühen bzw. die kontinuierliche Spülung gewährleistet außerdem eine konstante Konzentration eines Ätzmittels im Bearbeitungsbereich. Dabei kann die Düse auch so ausgerichtet werden, dass eine Flüssigkeitsströmung eingestellt werden kann, die das Bauteil laminar umströmt.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren, dass maskenlos ist und sich insbesondere zur Prototypen-Fertigung (Rapid-Prototyping) eignet. Weiterhin können vorteilhafterweise Halbleitermaterialien mit höherer Bandlücke, wie zum Beispiel Galliumarsenid, Siliziumcarbid oder Galliumnitrid mit erhöhter Ätzrate/Abrtagsrate bearbeitet werden.
-
Eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Strukturierung von Bauteiloberflächen weist einen Behälter auf, in dem ein Bauteil so gehalten ist, dass seine zu strukturierende Bauteiloberfläche von einer Flüssigkeit, die in dem Behälter vorhanden oder von außen zuführbar ist, benetzt ist oder in der Flüssigkeit eingetaucht ist. Dabei ist ein von einer Laserquelle emittierter Laserstrahl auf die zu strukturierende Oberfläche des Bauteils gerichtet, wobei ein Brennfleck des Laserstrahls auf der zu strukturierenden Oberfläche und die zu strukturierende Oberfläche relativ zueinander bewegbar sind. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Mikrowellenquelle auf, deren Mikrowellen in die Flüssigkeit oder in einem von der Flüssigkeit benetzten Bearbeitungsbereich, in dem eine Bestrahlung der zu strukturierenden Oberfläche mit dem Laserstrahl erfolgt, einkoppelbar sind.
-
Als Laserquelle können Laser mit unterschiedlicher Wellenlänge, wie zum Beispiel Diodenlaser, YAG-Laser, Excimer-Laser oder gepulste frequenzvervielfachte Festkörperlaser eingesetzt werden. Auch eine Kombination der genannten Laservarianten ist denkbar. Der Laserstrahl kann kontinuierlich oder gepulst mit einstellbarer Pulsdauer emittiert werden, wobei die Leistungsdichte des Lasers eingestellt werden kann.
-
Der Behälter kann mindestens eindimensional bewegt werden. Dabei kann die Bewegung senkrecht zum Laserstrahl erfolgen, wobei auch das in dem Behälter gehaltene Bauteil senkrecht zu dem Laserstrahl bewegt wird. Zweckentsprechend kann der Behälter mit einem senkrecht zum Laserstrahl in x- und y-Richtung bewegbaren Objekttisch verbunden sein. Dabei kann eine Vorschubgeschwindigkeit der Bewegung in x- und/oder y-Richtung eingestellt werden.
-
An der Vorrichtung kann auch eine Ablenkeinheit zur Ablenkung des Laserstrahls zwischen der Laserquelle und der Bauteiloberfläche angeordnet sein, mit der der Laserstrahl so abgelenkt werden kann, dass der Brennfleck des Laserstrahls zumindest in dem Bereich der zu bearbeitenden Oberfläche ein- oder zweidimensional bewegbar ist.
-
Der Behälter kann mindestens einen Einlass aufweisen, durch den die Flüssigkeit aus einem Reservoir zuführbar ist. Außerdem kann der Behälter auch mindestens einen Auslass aufweisen durch den die Flüssigkeit in das Reservoir abführbar ist. Dementsprechend können der Einlass und der Auslass jeweils mit einer Schlauchverbindung mit dem Reservoir verbunden sein, so dass ein geschlossener Flüssigkeitskreislauf gebildet ist.
-
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass an oder in dem Behälter, dem Reservoir und/oder zwischen einer den Einlass oder den Auslass mit dem Reservoir verbindenden Leitung oder Schlauchverbindung, eine Förderpumpe angeordnet ist, mit der ein Fördervolumenstrom so einstellbar ist, dass in dem Behälter ein gleichmäßiger Füllstand der Flüssigkeit gewährleistet ist.
-
Durch den gleichmäßigen Füllstand kann die Bauteiloberfläche mit einer konstanten Flüssigkeitsschicht benetzt oder bedeckt werden, so dass in dem Bearbeitungsbereich eine konstante Konzentration der Flüssigkeit gewährleistet ist. Ein weiter Vorteil besteht darin, dass durch eine Zirkulation der Flüssigkeit eine Wiederverwertung der Flüssigkeit möglich ist, so dass Chemikalien, z. B. Ätzmittel eingespart werden können. Zudem ist ein vorteilhafter Effekt darin zu sehen, dass die bei dem Werkstoffabtragprozess aus der Oberfläche herausgelösten Werkstoffteile oder Reaktionsprodukte infolge der Zirkulationsströmung weggespült werden.
-
Die Spülung des Bearbeitungsbereichs kann auch dadurch erreicht werden, dass die Flüssigkeit mit einer Düse direkt in den Bearbeitungsbereich zugeführt wird. Dabei kann die Düse beispielsweise das Ende eines biegsamen Schlauchs bilden, der mit der Förderpumpe und mit dem Reservoir verbunden ist.
-
Die beispielswiese als Magnetron ausgeführte Mikrowellenquelle kann innerhalb des Behälters und/oder dem Reservoir angeordnet sein und sollte Mikrowellen zumindest im Bereich zwischen 0,25 GHz bis 250 GHz, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,25 GHz bis 10 GHz generieren können. Die mittlere Leistung der Mikrowellen kann variiert werden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann es aber auch vorgesehen sein, dass die Mikrowellenquelle außerhalb der Flüssigkeit, beispielsweise so angeordnet ist, dass die Mikrowellen direkt auf die zu bearbeitende Oberfläche oder in den Bearbeitungsbereich gerichtet bzw. dort in die Flüssigkeit eingekoppelt werden.
-
Nachfolgend soll die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
-
Es zeigt:
-
1: eine schematische Darstellung eines Vorrichtungsbeispiels mit einer in einem Flüssigkeitsreservoir angeordneten Mikrowellenquelle.
-
Die in der 1 gezeigte Vorrichtung zur dreidimensionalen Strukturierung von Bauteiloberflächen weist einen Behälter 1 auf, in dem ein Bauteil 4 so gehalten ist, dass seine zu strukturierende Bauteiloberfläche 4.1 von einer zum Ätzen des Bauteilwerkstoffs geeigneten Flüssigkeit, die in dem Behälter 1 vorhanden ist, vollständig benetzt ist. Der Behälter 1 weist einen Einlass 5 auf, der über eine Schlauchverbindung mit einem Reservoir 8 verbunden ist. Zwischen dem Einlass 5 und dem Reservoir 8 ist eine Förderpumpe 7 angeordnet, mit der die Flüssigkeit aus dem Reservoir 8 durch die Schlauchverbindung in den Behälter 1 förderbar ist. Außerdem weist der Behälter 1 einen Auslass 6 auf, der ebenfalls über eine weitere Schlauchverbindung mit dem Reservoir 8 verbunden ist. Weiterhin weist die Vorrichtung eine in dem Reservoir 8 angeordnete Mikrowellenquelle 3 auf, deren Mikrowellen in die in dem Reservoir vorhandenen Flüssigkeit einkoppelbar sind. Mit dem Bezugszeichen 2.1 ist ein von einer Laserquelle 2 emittierter Laserstrahl gekennzeichnet, der senkrecht auf die zu strukturierende Oberfläche 4.1 des Bauteils gerichtet ist. Die mit dem Bezugszeichen 9.1 und 9.2 gekennzeichneten Pfeilrichtungen beschreiben die Bewegungsrichtungen in die der Behälters 1, mit dem darin gehaltenen Bauteil 4, bewegbar ist. Dabei sind unter der mit dem Bezugszeichen 9.1 gekennzeichneten Bewegungsrichtung die Bewegungen nach links und rechts auf der Bildebene zu verstehen. Das Bezugszeichen 9.2 beschreibt die Bewegungsrichtungen die senkrecht aus der Bildebene heraus bzw. in die Bildebene hineinführen würden.
-
Das Verfahren zur dreidimensionalen Strukturierung der Bauteiloberfläche 4.1 beginnt mit einer Vorwärmung der zum Ätzen des Bauteilwerkstoffs geeigneten Flüssigkeit, die durch die Einkopplung von Mikrowellen mit der in dem Reservoir 8 angeordneten Mikrowellenquelle 3 erreicht werden kann. Bei der Mikrowellenquelle 3 handelt es sich im vorliegenden Fall um ein Magnetron mit einer Leistung von 400 W. Geleichzeitig wird mit der Förderpumpe 7 ein Fördervolumenstrom von 0,5 l/min eingestellt, so dass ein konstanter Flüssigkeitsfüllstand in dem Behälter 1 gewährleistet ist und die Bauteiloberfläche 4.1 des Bauteils 2, das im vorliegenden Beispiel aus 111-Silizium gebildet ist, vollständig bedeckt ist. Mit dem durch den Einlass 5 zugeführten Förderstrom der Flüssigkeit, bei der es sich um eine 20% (m/v) Kaliumhydroxidlösung handelt, wird die Siliziumoberfläche des Bauteils 4 laminar überströmt.
-
Erreicht die Kaliumhydroxidlösung infolge der Vorwärmung durch die Mikrowellenquelle 3 eine Temperatur von 40°C wird mit der Laserquelle 2, die im vorliegenden Beispiel als diodengepumpter Festkörperlaser mit Q-Switch und Frequenzverdreifachung ausgeführt ist und eine mittlere Leistung von 0,6 W und eine Repetitionsrate von 50 kHz aufweist, ein Laserstrahl 2.1 mit einer Wellenlänge von 355 nm emittiert. Der Laserstrahl 2.1 wird senkrecht auf die zu strukturierende Oberfläche 4.1 des Bauteils 4 gerichtet. Dabei wird mit einer nicht gezeigten 328 mm Optik ein Brennfleck mit einer Größe von 25 μm auf der zu bearbeitenden Oberfläche 4.1 erzeugt, so dass ein lokal begrenzter Ätzprozess auf der Oberfläche 4.1 initiiert wird.
-
In Folge der eingestellten Laminarströmung werden während des Ätzprozess bzw. während der Ablation abgetragene Werkstoffteile und/oder Reaktionsprodukte aus dem Bearbeitungsbereich gespült.
-
Durch die Bewegung des Behälters 1 in eine der Richtungen 9 wird die Position des Brennflecks auf der Oberfläche 4.1 verändert. Dabei folgt der Ätzprozess dem zurückgelegten Pfad des Brennflecks mit einer Ätzrate von 5 μm pro Minute wobei die Oberfläche 4.1 strukturiert wird.
-
Die Position des Brennflecks kann aber auch durch die Ablenkung oder Auslenklung des Laserstrahls verändert werden. Hierzu kann zwischen der Laserquelle 2 und der Oberfläche 4.1 eine nicht gezeigte Ablenkeinheit vorgesehen sein, die den Laserstrahl 2.1 mit einem vorgebbaren Winkel so auslenkt, dass der Brennfleck des Laserstrahls 2.1 im Bereich der Oberfläche 4.1 bewegbar ist. Dabei kann eine Vorschubgeschwindigkeit von 20 mm/s eingestellt werden.
-
Bei einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, die Mikrowellenquelle 3 so anzuordnen, dass die Mikrowellen direkt auf die Oberfläche 4.1 oder den Bearbeitungsbereich eingekoppelt werden.
-
In Abhängigkeit von dem verwendeten Werkstoff und der verwendeten Laserquelle kann eine Abtragsrate erreicht werden, die im Bereich von mehreren 10 μm pro Minute liegt.
