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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. Die lokale Planarisierung bezeichnet die Angleichung von Höhenunterschieden nebeneinander liegenden Strukturen, die globale Planarisierung bezeichnet die Angleichung von Höhenunterschieden über die gesamte Substratoberfläche. CMP ist die einzige Oberflächenbearbeitungstechnologie, mit der eine globale Planarisierung erreicht werden kann. CMP ist Standardverfahren in der Halbleiterindustrie, um dünne Schichten einzuebnen. Bearbeitbar sind Materialien wie Dielektrika, Polysilizium sowie Metalle. Durch das Polieren werden Oberflächen mit hoher Qualitätsgüte erzeugt. CMP ermöglicht die Fertigung mehrschichtiger Systeme und hat eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung leistungsfähiger und hochintegrierter Schaltkreisbauelemente. Weitere Anwendungen findet CMP in der Optik, Oberflächenveredelung und Fertigung mehrlagiger Mikrosysteme. Am IMPT werden CMP-Prozesse hauptsächlich als Zwischenschritt beim Aufbau mehrlagiger elektromagnetischer Aktoren und Sensoren angewendet. Poliert wird dabei einen Werkstoffverbund aus Cu oder weichmagnetischen Material (NiFe, CoFe) eingebettet in Polymer (Fotolack oder Epoxidharz). Des Weiteren wird CMP für Planarisieren und Veredelung von verschiedenen Waferoberflächen (Si, Polisilizium, Glas, Keramiken, usw.) eingesetzt. Forschungsbedarf besteht hinsichtlich der Anpassung des Verfahrens auf immer komplexer werdende Materialkombinationen.