Prozessentwicklung bedeutet für uns ein ganzheitliches Technologiekonzept, das Machbarkeiten auslotet und sich somit aktuellen Anforderungen stellt. Das laufende Projekt zur Entwicklung eines effizienten Fügeverfahrens für die Mikrosystemtechnik steht repräsentativ für die Forschungsarbeiten im Fachbereich Prozessentwicklung.
In diesem Vorhaben arbeitet das CiS Forschungsinstitut mit dem Fraunhofer IWS Dresden und der Hahn-Schickard-Gesellschaft Villingen-Schwenningen an der Prozessintegration von RMS-Schichten (Reactiv Multilayer Systems) als Fügematerial für Chip- und Wafer-Bondprozesse auf der Basis neuartiger Zirkonium-Systeme. Diese Materialkombination weist entscheidende Vorteile für weitere Prozessschritte in der Mikrosystemtechnik auf.
Der Schwerpunkt der Arbeiten am CiS Forschungsinstitut liegt in der Waferbondtechnologie. Hier wurde im ersten Schritt ein Strukturierungsverfahren erarbeitet und getestet. Für das knapp 30 µm dicke RMS-Schichtsystem wurde ein Lift-Verfahren (Laser Induced Forward Transfer) entwickelt, das aus einem Doppel-Lackschichtsystem besteht und eine Gesamtdicke von mehr als 70 µm aufweist. Eine RMS-Schicht wird aus vielen, nanometerdünnen wechselnden Schichten aufgebaut.
Die Prozesstauglichkeit für eine Basismetallisierung über chemisch Ni/Au, der RMS-Schichtabscheidung und des abschließenden Lift-Off-Prozesses konnte erfolgreich nachgewiesen werden. Dazu wurde eine Zündtechnologie erarbeitet und der Waferbonder den Prozessbedingungen angepasst. Mit der Zündung wird eine Kettenreaktion ausgelöst. In Bruchteilen von Sekunden werden die Materialien miteinander gefügt. Erste Versuche weisen die Machbarkeit einer Fügetechnologie über RMS-Systeme auf Waferlevel nach. Aktuell werden die Untersuchungen zum Waferlevelbonden fortgeführt und Fügeprozessparameter optimiert.
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Projekt „Optimierte reaktive Bondtechnologie auf der Basis neuartiger Zirkonium-Systeme für den Einsatz in der Mikrosystemtechnik“ (JoinZiSi) werden gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.
IGF Vorhaben Nr.: 21347 BG
