Ziel der Entwicklung
Bei den bisherigen Mikrostastersystemen wird die monolithisch integrierte Siliziumspitze nach unten zum Bulk Silizium angeordnet. Dadurch wird der Messraum stark eingeschränkt. Der Mikrotaster wird zur Messung sehr schräg gestellt und kann dadurch Messfehler sowie Artefakte erzeugen. Die extrem scharfen und spitzen Siliziumspitzen brechen sehr leicht, bedingen einen hohen Verschleiß und können Oberflächenkratzer verursachen. Diamantspitzen bieten hier deutliche Vorteile, da sie formstabil bleiben.
Als Demonstrator wurden siliziumbasierte piezoresistive Cantileverchips mit abgesenkten Bondinseln und hybrid montierten Diamantspitzen auf der Wafervorderseite realisiert, die nun frontbündige Oberflächenabtastungen ermöglichen. Zudem weisen die Diamantspitzen gegenüber den bisher verwendeten Siliziumspitzen eine extrem erhöhte Standzeit auf.
Vorteile und Lösungen
Mit eigens entwickelten und optimierten Verfahren des Spray Coatings, der 3D-Strukturierung sowie ICP DRIE Tiefenätzung wurden piezoresistive Cantilever mit abgesenkten Bondinseln hergestellt. Die Bonddrähte werden hierbei unter der Chipoberfläche gehalten. Zudem gelang es erstmals, die Konturen von Siliziumchips in drei Dicken (Cantilever, Bulk- sowie abgesenkten Bondinselbereiche) mit hoher Qualität gegen eine Ätzstoppschicht zu ätzen und damit zu vereinzeln.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Endkundenmärkte liegen im Bereich der industriellen Messtechnik, für die Messung von Werkstückgestaltsabweichungen sowie solche des Werkzeuges; in der Inline-Messtechnik für Fertigungsprozesse; im Fahrzeug- und Maschinenbau sowie in der Werkstofftechnik.
