Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Spiegelglattes Silizium

04.09.2007
Jede kleinste Unebenheit muss weichen: Beim Polieren von Silizium-wafern für Solarzellen und Computerchips ist höchste Präzision gefragt. Bisher lassen sich die Wafer erst nach dem Polieren überprüfen. Ein neues Polierwerkzeug überwacht den Prozess ständig.

Ohne Silizium geht in der Computerindustrie nichts - bestehen doch die meisten Computerchips aus diesem Halbleitermaterial. Ähnlich sieht es bei Solarzellen aus: Auch sie basieren vorwiegend auf Silizium.


Ein neues Polierwerkzeug - hier für optische Glaslinsen - misst über einen Piezosensor (dunkles Rechteck) erstmalig den Druck, mit dem die Schleifeinheiten (gesprenkelt) polieren. © Fraunhofer IFF

Die Einkristalle werden in runde, etwa ein Millimeter dicke Scheiben geschnitten, Experten sprechen von Wafern. Ihre Oberflächen müssen spiegelglatt sein, Unebenheiten dürfen nur einige Nanometer betragen - also weniger als ein Zehntausendstel eines Haares. Nachdem die Wafer aus einem großen Silizium-Einkristall herausgeschnitten wurden, müssen sie daher geschliffen und poliert werden. Bisher zeigt sich erst nach dem Polieren, ob die Oberfläche ausreichend glatt geworden ist. Falls nicht, heißt es, das Werkzeug erneut aufsetzen und den Prozess wiederholen - eine aufwändige Prozedur. Zudem passiert es leicht, dass das Werkzeug beim Aufsetzen Kanten in das Silizium schlägt. In diesem Fall muss das teure Material des gesamten Wafers so weit abgetragen werden, dass die Oberfläche wieder eben ist.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg haben ein Polierwerkzeug entwickelt, mit dem sich der Druck auf den Wafer ständig kontrollieren lässt - auch während des Polierens. Der Clou: Im Werkzeug sind mehrere Piezo-Sensoren und -Aktoren integriert. Trifft es beim Polieren auf eine Verunreinigung oder einen Materialfehler, verstärkt sich der Druck des Werkzeugs auf die Materialoberfläche. Der Piezosensor wird etwas zusammengedrückt und wandelt diesen mechanischen Druck in elektrische Spannung um. Die wiederum gibt dem Aktor das Signal, den Druck vom Werkzeug auf das Silizium zu verändern und die Unebenheit zu beseitigen. "Die Herausforderung lag vor allem darin, die Sensoren und Aktoren so zu integrieren, dass die Oberfläche des Werkzeugs nicht beeinträchtigt wird und der Sensor dennoch nah genug an der der zu bearbeitenden Oberfläche ist", sagt Susan Gronwald, Projektleiterin beim IFF. Ein weiterer Vorteil: Das Polierwerkzeug besteht aus drei ineinander liegenden Ringen, so dass der Rand des Wafers mit einem anderen Druck geschliffen werden kann als der innere Teil.

Auch bei optischen Glaslinsen verkürzt das neue Werkzeug die Bearbeitungsdauer und vereinfacht den Polierprozess. "Hier konnte bisher nicht gemessen werden, mit welchem Druck man Material abträgt", sagt die Expertin. "Daher mussten die Linsen immer wieder aus dem Poliervorgang genommen werden, um die Oberfläche mit einem Laser zu kontrollieren. Der letzte Feinschliff erfolgte per Hand." Seit kurzem ist die sensorgestützte Schleifanlage in der industriellen Anwendung.

Ansprechpartnerin:
Susan Gronwald
Telefon: 03 91 / 40 90-8 20
Fax: 03 91 / 40 90-5 96
susan.gronwald@iff.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Sandtorstraße 22
39106 Magdeburg

Beate Koch | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.iff.fraunhofer.de

Weitere Berichte zu: Polieren Polierwerkzeug Silizium Unebenheit Werkzeug

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Computer mit Köpfchen
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Pepper, der neue Kollege im Altenheim
17.08.2017 | Universität Siegen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie