Die Mikrotechnologie ist die Basis der heutigen Informations-, Kommunikations-, Medizin und Verfahrenstechnik. Die Komplexität integrierter Schaltkreise nimmt immer weiter zu. Aus Silizium werden auch dreidimensionale mikromechanische Bauteile MEMS gefertigt.

Zur Fertigung von Mikrosystemen werden mit verschiedenen Ätzverfahren Kavitäten/ Trenches in das Poly-Silizium geätzt. (Bild 1)

Solche Kavitäten werden in Breiten ab 0,4 µm und Tiefen bis zu einigen 100µm geätzt und können metallisiert werden, um komplexe Aufbauten zu erstellen. Untersucht werden beispielsweise strukturierte Silizium-Wafer mittels hochpräzisem DRIE (Deep reactive ion etching) mit anschließender Siliziumoxid-Rückverfüllung geätzter Gräben mittels TEOS-CVD.

Bei der Inspektion von Prozessfehlern in Größenordnungen von wenigen zehn Nanometern sollen Präparationsartefakte wie Reliefbildung und sporadische Kantenausbrüche vermieden werden. (Bild 2)

Zur Qualitätsbewertung kann im einfachsten Fall der Aufbau im Querschnitt an einer Bruchfläche im Rasterelektronenmikroskop beurteilt werden. Hier ist es schwierig eine kreisförmige Kavität mittig zu brechen und daran einen Schichtaufbau zu beurteilen. Eine andere Möglichkeit ist das genaue Sägen durch eine Struktur. Durch das Sägen entstehen allerdings Ausbrüche, die eine Beurteilung erschweren können.

Die Präparation mit Focused Ion Beam bietet eine sehr schöne Möglichkeit verschiedene Schichtaufbauten und Artefakte darzustellen. Eine Zielpräparation ist möglich. Der Nachteil ist, dass eine Präparation in kurzer Zeit nur auf wenige 10µm begrenzt ist.

Deswegen kommt die klassische metallographische Probenpräparation weiterhin zum Einsatz.

Im Vortrag werden verschiedene Präparationsmethoden zur Qualitätssicherung und Fehleranalyse beschrieben und miteinander verglichen.

Ziel ist die Entwicklung eines Präparationsrezeptes mit welchem man einen Siliziumchip mit gefüllten und ungefüllten Kavitäten, artefaktfrei präparieren und im Rasterelektronenmikroskop ohne Aufladungseffekte hochaufgelöst darstellen kann. Deswegen soll der Siliziumchip uneingebettet im Rasterelektronenmikroskop untersucht werden. Hierfür werden verschiedene Einbettverfahren, die nach der Präparation wieder entfernt werden können, miteinander verglichen und Vor- und Nachteile beschrieben. Wichtig ist eine randscharfe und artefaktfreie Schliffebene zu erzeugen.