Anlagen- und Prozessentwicklung für das Niedrigtemperatur-Direktbonden mittels Atmosphärendruck-Plasmaaktivierung

Das Direktbonden ist ein in der Mikrosystemtechnik häufig genutztes Verfahren zum Verbinden von Silizium- und Glaswafern. Um hohe Festigkeiten zu erreichen, müssen Gläser bis nahe ihrem Erweichungspunkt und Siliziumwafer über 800 °C erwärmt werden. Beschrieben wird die Entwicklung von Anlagen und Prozessen, die es erlauben, die Oberflächen von Glas- und Siliziumwafern so zu aktivieren, dass die notwendigen Temperaturen auf unter 200 °C abgesenkt werden können. Gleichzeitig kann so die bei nicht oxidierten Siliziumwafern beobachtete Bildung von Blasen im Interface unterdrückt werden. Zur Aktivierung werden Atmosphärendruck-Plasmen genutzt, die sich durch moderate Investitionskosten, geringen Platzbedarf, die Möglichkeit zur lokalen Oberflächenbehandlung und kurze Prozesszeiten auszeichnen. Für die Charakterisierung des Bondvorgangs wurde eine neue Methode zur Bestimmung der Bondenergie in situ während des Temperns entwickelt. Diese ermöglicht es, den Bondvorgang während der gesamten thermischen Nachbehandlung zu verfolgen. Mit dieser Methode konnte ein tieferes Verständnis bezüglich der Vorgänge im Bondinterface während des Niedrigtemperatur-Bondens erlangt werden.