Mechanische Mikrobearbeitung

Der Bereich der mechanischen Mikrobearbeitung umfasst am Institut: das Chemisch-Mechanische Planarisieren, die Planbearbeitung und das Trennschleifen.

CHEMISCH-MECHANISCHES PLANARISIEREN

Das Chemisch-Mechanische Planarisieren (CMP), auch häufig Chemisch-mechanisches Polieren genannt, ist ein Prozess zum Planarisieren und Glätten von Oberflächen, die meist aus zwei oder mehr unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Es werden trennende, abtragende und Stoffeigenschaften ändernde Verfahren bei der Bearbeitung kombiniert, dabei kommen Nanopartikel als Abrasivkörner zum Einsatz. Durch diese Kombination der chemischen und mechanischen Materialbearbeitung wird das gleichmäßige Abtragen und Planarisieren von dünnfilmtechnisch erzeugten Waferoberflächen aus Werkstoffkombinationen ermöglicht. Die Planarisierung wird sowohl lokal, von Struktur zu Struktur, als auch global, über den gesamten Wafer, erreicht.

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PLANBEARBEITUNG

Die Planbearbeitung von sprödharten Materialien bedingt in der Regel eine mehrstufige Prozessführung: Schleifverfahren dienen der formgebenden Vorbearbeitung, die Endbearbeitung erfolgt anschließend mit Läpp- und Polierverfahren. Am IMPT werdenPlanschleifverfahren, Feinläppen, Nanoschleifen und rein mechanisches Planpolieren eingesetzt.

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TRENNSCHLEIFEN

Durch Trennschleifen können schwer zerspanbare Werkstoffe wie  Silizium- (z.B. SiC) oder Aluminiumkeramiken (z.B. Al2O3), sowie sprödhartes, kristallines Silizium bearbeitet werden. Die Achsgenauigkeit der Bearbeitungsmaschine beträgt 0,2µm für die X-Achse, beziehungsweise 0,1µm für die Y- und Z-Achse. Die Wiederholgenauigkeit liegt für die X- und Y-Achse bei 2-3µm und bei der Z-Achse bei 1µm. Durch diese hohe Präzision können bevorzugt Strukturen auf Substraten/ Wafern vereinzelt(Trennschleifen) oder im Vollmaterial (Profilschleifen) erzeugt werden. Die eingesetzten Schleifblätter besitzen Schnittbreiten von 25 µm bis 500 µm Dicke. Es sind eine Auswahl der gängigsten Arten von Schleifblättern, wie Kunststoff- und Metall- "Hub-less" Trennschleifscheiben (75µm - 500µm Dicke), sowie Kunststoff- und Metall "Hubtype" Trennschleifscheiben (25µm - 75µm Dicke) vorhanden.

 


TECHNISCHE AUSSTATTUNG

In den Laboren des Institut finden sich Anlagen zum Polieren und Läppen eines Substrats, Fräsen und Trennen sowie Charakterisierungsinstrumente.