TECHNOLOGIE IM LNQE-FORSCHUNGSBAU

• Der Reinraum hat eine Reinraumklasse ISO 5.
• Mask Aligner für runde Wafer (Silizium und Germanium) bis 100 mm Durchmesser. Maskengröße 150*150 mm² quadratisch, minimale Linienbreite 900 nm (SÜSS MA 150 und MA 6)
• UV Handbelichter für Bruchstücke und kleine Wafer
• Lackschleuder mit Heizplatte für runde Wafer bis 200 mm Durchmesser. Ausheizen bis 200°C (SÜSS DELTA 80 und LABSPIN 8)
• Spraycoater AS8
• Trockenofen zur Bedampfung von Haftvermittlern
• Hotplate HP8TT
• HMDS Hotplate VP8 T/BM
• Plasma-Asher für runde Wafer bis 100 mm Durchmesser, zur Beseitigung von Fotolackresten im O2-Plasma (TEPLA 100 und GIGAbatch 360M)
• Nassbänke für die Entwicklung und die Lackentfernung im Ultraschall
• Kühlschränke für Lackchemie

• Der Reinraum hat eine Reinraumklasse ISO 5. Gold ist hier erlaubt.
• Mask Aligner – Süss MicroTec MA6 Gen4 (SÜSS MA6)
  • UV soft-, hard- und vakuum-Kontakt-Belichter
  • Backside und Topside Alignment
  • G, H und I Linie einzeln und als Mischlicht bis 400 Watt
  • Substrate 1“ bis 150 mm Durchmesser und 2x2“ bis 6x6“ Semi-Square
  • Maskengrößen 5x5“ und 7x7“ mit Ausschnitt für 100 mm Wafer sowie 3.5x3.5“ bis 5x5“ mit Ausschnitt für 3“ Wafer
  • Minimale Linienbreite < 900nm
• Lackschleuder mit Heizplatte für runde Wafer bis 100 mm Durchmesser. Ausheizen bis 200°C (SÜSS LABSPIN 6)
• Nassbänke für die Entwicklung und die Lackentfernung

Das Elektronenstrahllithographie-Rasterelektronenmikroskop-Hybridsystem (ESL-REM) im LNQE-Forschungsbau hat eine maximale Beschleunigungsspannung von 30 kV und als Elektronenemitter eine thermische Feldemission (TFE) Schottky-Kathode. Wichtigste Paramater sind:

• Gerätetyp: Pioneer Two von Fa. Raith
• Strahlstrom: 5pA – 20 nA, Strahldurchmesser: < 1,6 nm
• Nanolithographie-Auflösung: 8 nm
• Schreibgeschwindigkeit: 6 MHz
• Stitching- und Overlayer-Genauigkeit: 50 nm
• Stagebereich: 50 x 50 x 25 mm
• Inlens Detektor, Doppeldetektor für sekundäre und rückgestreute Elektronen
• EDX–Detektor (Bruker QUANTAX 200) für Elemente zwischen Z=5 und Z=95
• Stage mit 360°-Rotation und 0 – 90° Verkippung

Nutzung:

• Nutzungsbedingungen ESL-REM
• Kontakt: Herr Chenxi Ma (Gruppe Ding), c.ma@fkp.uni-hannover.de, +49 511 762 14448

• Jeol JSM-5900 REM
• E-Beam schreiben mit Raith Elphy plus

Nassbänke für die nasschemische Strukturierung und Reinigung von runden Wafern bis 200 mm Durchmesser (auch Solar)

• Piranha- und RCA-Reinigung (SC1, SC2, HF-Dip)
• Quick-Dump-Rinser
• Spin-Rinser-Dryer
• Nasschemische Ätzprozesse allgemein

Reaktives Ionenätzen für runde Wafer bis 100 mm Durchmesser, Ätzen unter Ar, O2, SF6 und CHF3 (ALCATEL RIE)

Gerät für reaktives Ionenätzen (RIE) mit induktiv gekoppelter Plasmaquelle (ICP) für Cl- und F-Chemie (OXFORD RIE).

Die RIE-Technik kombiniert isotropes chemisches Ätzen und anisotropes physikalisches Ätzen (Sputtern).

• RIE: Kontrolle über die Ionenenergie und die Ionendichte, jedoch nicht unabhängig davon.
• ICP: Kontrolle über die Ionendichte
• ICP-RIE: unabhängige Kontrolle von Ionendichte und Ionenenergie.

Ionenimplanter für runde Wafer bis 300 mm Durchmesser, auch Solar, As, P, B, 5-60 keV (VARIAN VIISta HC)

Vertikalofensystem für die Nass- und Trockenoxidation von Silizium bis 150 mm Durchmesser, bis 1100 °C (CENTROTHERM VERTICOO 200)

Vertikalofensystem Verticoo 200 von Centrotherm, Oxidationsrohr, vertikal, Oxidation trocken und feucht, Feuchtoxidation mit Steamer (Wasserdampf aus DI-Wasser) oder Hydrox-Brenner (Wasserdampf aus H2 und O2 verbrannt). Scheibengröße 150 mm und 200 mm, mit Adaptern auch 100 mm und „Stückchen“, Vollhandlingsystem, aber auch manuell bedienbar. Alle Oxidationsrohre haben einen DCE-Bubbler eingebaut.

Horizontal-Clustersystem für Silizium bis 200 mm Durchmesser, auch Solar: (CENTROTHERM EUROPA 2000)

• Oben: SiC-Rohr bis 1285 °C, Oxidation trocken und feucht, Feuchtoxidation mit Steamer (Wasserdampf aus DI-Wasser) oder Hydrox-Brenner (Wasserdampf aus H2 und O2 verbrannt).
• Darunter: Polysilizium-Rohr, dotiert und undotiert, amorph und polykristallin, n und p mittels Phosphin und Diboran sowie mit Sauerstoff dotiert als SIPOS.
• Darunter: Nitrid-Rohr, stöchiometrisch (Si3N4) und Si-reiches Nitrid mit niedrigen Verspannungen d.h. „low-stress-nitride“ herstellbar (kompressiver und tensiler Schichtstress). 
• Darunter: LPCVD-TEOS-Rohr, Tieftemperatur-Oxide, mit Plasma-Unterstützung, Temperaturen ab 450 °C.

Alle Rohre für 200 mm ausgelegt, Einsatzboote für rechteckige Solarwafer, runde 150 mm und 100 mm sowie 2“ und 3“ vorhanden. Alle Oxidationsrohre haben einen DCE-Bubbler eingebaut, um eine hochtemperatur-Reinigung mit Chlor zu ermöglichen. Damit erreicht man eine gute Metallionenfreiheit. 

Plasma-CVD für runde Wafer bis 100 mm Durchmesser, Herstellung von Oxiden, Nitriden, Poly und Germanium, Substrattemperatur bis 400 °C (OXFORD PLASMALAB 90)

HHV Thin Film Deposition System ATS 500 - Evaporation

• Telemark multi pocket Elektronenstrahl-Verdampfungsquelle
• 6 Tiegel mit je 7 cm³ Volumen (mit 4 cm³ Linern verwendet)
• 270° Strahlablenkung
• 6kW Nennleistung
• X-Y-Strahlablenkungsspulen
• Plug-in Emitteranordnung
• Endvakuum < 2 x 10-7 mbar
• Probenhalter für bis zu 6"-Wafer
• 360°-Probenrotation, variable Rotationsgeschwindigkeiten im Bereich von 20 bis 60 RPM
• Quarzlampen-Substratheizung bis zu 250 °C
• Schichtdickenmessung über Quarzkristallsensor
• Verdampfungsmaterialien (zur Zeit): Au, Ti, Cr, Ni, Ge, SiO2

Nutzung: Ankita Choudhary, (Gruppe Zopf), ankita.choudhary@fkp.uni-hannover.de

Aufdampfanlage für Runde Wafer bis 100 mm Durchmesser, 4-fach Tiegel und Einzeltiegel, Co-Verdampfen (BALZERS BAK 610)

HHV Thin Film Deposition System ATS 500 - Sputtering

• DC und RF Magnetron Sputtering
• bis zu 1,5 kW DC-Leistung
• bis zu 600 W RF-Leistung bei 13,56 MHz
• Vier Targethalterungen
• Mit Load lock chamber
• Max. vier Zoll große Substrate -rotierende Werkstückhalterung (0 bis 60 U/min)
• Werkstückhalterung mit "Flip"-Mechanismus -Manueller und automatischer Prozessmodus
• Prozessgase: Argon, Stickstoff, Sauerstoff -Substratheizung bis 700 °C
• Glow discharge cleaning des Substrats vor Prozess möglich

Nutzung: Jacob Stupp (Gruppe C. Ospelkaus), stupp@iqo.uni-hannover.de, +49 511 762 16055

LEYBOLD Z590

• DC und RF Magnetron Sputtering mit bis zu 5kW DC-Leistung bei bis zu 2,5kW RF-Leistung
• Vier Targethalterungen, Beladung über Load lock chamber
• Max. 200mm große Substrate rotierend unter den Targets mit Homogenitätsblenden
• Manueller und automatischer Prozessmodus
• Prozessgase: Argon, Stickstoff, Sauerstoff
• Substratheizung bis 700 °C.
• Plasmaätzen bis 2,5kW
• Flüssigstickstoff-Kühlfalle

Widerstandsverdampfer „Congo Vac“ zum Bedampfen von Wafern und kleinen Stücken mit Gold, Titan und weiteren Metallen (Chrom, Germanium, Silber, Aluminium, Nickel, Blei, Indium, Palladium, Niob, Hafnium, Kupfer) 

Nutzung: Jacob Stupp (Gruppe C. Ospelkaus), stupp@iqo.uni-hannover.de, +49 511 762 16055

Schnellheizöfen bei Normaldruck, für runde Wafer bis 150 mm Durchmesser, auch Solar, Temperung bis 1100 °C unter Ar, O2, N2 oder N2H2. (AST SHS 2000 und Eigenbau)

Bis 100 mm Durchmesser, Tempern unter Ar, N2 oder im Feinvakuum, bis 950 °C, rezeptgesteuert.

LightFab 3D Printer M mit IR-Laser 1030 nm

• Subtraktive Fertigung von Glassubstraten mittels selektivem laserinduziertem Ätzen (SLE).
• Zweistufiger Prozess:
  1. Beleuchtung des Substrats mittels fs-Laser zur Erhöhung der lokalen Ätzbarkeit des Materials (LightFab 3D-Printer).
  2. Entfernen der beleuchteten Strukturen mittels KOH-Lösung im Ultraschallbad.
• Bearbeitbare Materialen: u.a. Quarzglas, Saphir, Borosilikatglas, Aluminosilikatglas, Quarz, Diamant.
• 3D-Strukturen bis zu einer Präzision von ~1 µm möglich. 
• Für Substrate bis zu einer Größe von 200 mm Durchmesser geeignet. Materialhöhe bzw. Strukturtiefe ist materialabhängig.
• Mit dem System können zusätzlich und in Kombination Laserschweißen, Laserabtrag und 2-Photonen-Polymerisation realisiert werden.

Nutzung:

• Kontakt: Jacob Stupp (Gruppe C. Ospelkaus), stupp@iqo.uni-hannover.de, +49 511 762 16055

Wedge & Ball Bonder mit motorisierter z- und x-Achse, Ribbon ist ebenfalls möglich.

Er hat eine einfache Bedienung mit TFT-Touchscreen mit direktem Zugriff und einfacher Einstellung aller Bondparameter. Es kann mit Gold- und Aluminiumdrähten gebondet werden (HB16 Wedge & Ball Bonder tpt). 

Tresky T-4909-AE Die Bonder

•     XY-Bewegung (Platzierungsstufe): 180mm x 180mm (manuell)
•     Z-Bewegung: 95mm (manuell)
•     Spindelrotation: 360° (unbegrenzt)
•     Bindungskraft: 20g - 1000g
•     Platzierungsgenauigkeit: ±10µm (abhängig von Bediener/Prozess)
•     Flip-Chip-Platzierungsgenauigkeit: ±5µm (Option, abhängig von Bediener/Prozess)

Das spektrale Ellipsometer zeichnet sich durch einfache Bedienung, Messgeschwindigkeit und kombinierte Datenanalyse ellipsometrischer Messungen bei verschiedenen Einfallswinkeln (40-90°) aus. Es misst im Spektralbereich von 250 nm bis 800 nm. Der Spektralbereich des Sentech SE800 in Kombination mit der Software SpectraRay/4 ermöglicht die einfache Bestimmung beispielsweise von der Dicke und des Brechungsindexes von Einzelschichten bis hin zu komplexen Schichtstapeln. Gebrauchsfertige Anwendungsdateien machen die Bedienung auch für Anfänger sehr einfach. Das Ellipsometer unterstützt computergesteuertes Mapping für Homogenitätsmessungen von Proben bis 200mm Durchmesser. Messbar sind sowohl extrem dünnen Schichten von 1 nm als auch -bei genügender Transparenz- dicke Schichten von bis zu 15 μm.

Wafer-Probe Station für runde Wafer bis 200 mm Durchmesser (auch Solar), -65 °C bis +200 °C Probentemperatur, digitales Kamerasystem, 4 Messnadeln (CASCADE SUMMIT 11000). Mit Impedance Analyzer (Agilent 4294A) und Semiconductor Parameter Analyzer (HP 4155). 

Vierspitzenmessplatz zur Messung des Schichtwiderstandes eines Wafers (max. 200 mm Durchmesser, alle Formen) nach dem Messprinzip der Vier-Spitzen-Messung. Es kann per Hand an ausgewählten Punkten auf dem Wafer, oder automatisiert nach einem festgelegten Muster und Abstand gemessen werden.

Konfokalmikroskop mit Mirau Interferometer, bis 1500-fache Vergrößerung, Höhenauflösung bis 1 nm (LEICA DCM 3D)

Digitalmikroskop (Keyence VHX 7000N)  

• 4K-CMOS-Kamera
• Motorisierter Objekttisch für XYZ-Richtungen
• Kippwinkel +60°bis -90°, wobei das Objekt in der Mitte bleibt
• Objektive im motorisierten Revolver:
  • 20-100x, lateral 4µm, Z 6µm Auflösungsgrenze
  • 100-500x, lateral 1,2µm, Z 1,5µm Auflösungsgrenze
  • 500-2500x, lateral 0,25µm, Z 0,4µm Auflösungsgrenze

Digitales Holographie Mikroskop (LyncéeTec DHM-R2104)

• DHM in Reflexionskonfiguration
• Auflösung bis in den Nanometerbereich
• Messung von dynamischen Prozessen bis zu 25 MHz
• Hochgeschwindigkeitskamera
• Stroboskop-Modul
• Vakuum-Option
• 2 Laserquellen
• Präzisionsprobentisch
• Mehrere Objektive
• Umfassende Software (Erfassung + Analyse)

Nutzung: Ioannis Lampouras (Gruppe Körner), lampouras@geml.uni-hannover.de

Rasterkraftmikroskop (Nanosurf CoreAFM)

Leicht zu bedienendes AFM für die Forschung.

Messmodi:

• Static Force Microscopy
• Lateral Force Microscopy
• Standard Spectroscopy
• Standard Lithography
• Dynamic Force Microscopy
• Phase Contrast Microscopy
• Force Modulation Mode
• MFM
• Liquid Imaging
• „QuickPrescan“, bis zu 8mal schnellere und spitzenschonende Bildvorschau
• Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM)
• Piezoresponse Force Microscopy (PFM)

Taktiles Profilometer (Bruker DektakXT-A)

• Taktile Messungen der Stufenhöhe, der Schichtdicke, der Tiefe von in Substrate eingearbeiteten Strukturen sowie die Charakterisierung der Oberflächengüte.
• Messbereich 1.000 μm bis runter zu 10 Nanometer mit einer Genauigkeit von bis zu 0,4 Nanometer.
• 3D-Mapping auf einer motorisierten Stage mit rotierbarem 200 mm Vakuum Chuck.

Nutzung: Jacob Stupp (Gruppe C. Ospelkaus), stupp@iqo.uni-hannover.de, +49 511 762 16055

• Jeol JSM-5900 REM
• E-Beam schreiben mit Raith Elphy plus

Das TEM im LNQE hat eine Beschleunigungsspannung von 200 kV und als Elektronenemitter eine Feldeffektkathode. Wichtigste Paramater sind:

• Gerätetyp: TEM Tecnai G2 F20 TMP von Fa. FEI
• 200 kV Feldeffekt FEG
• OBJECTIVE LENS TYPES: TWIN
• Ölfreies Vakuum
• TEM point resolution: 0,27 nm
• Information limit: 0,14 nm (gemessen)
• STEM resolution: 0,24 nm
• 1 Hellfeld- und 2 Dunkelfeld-Detektoren +1 HAADF-Detektor
• Tomografie +- 70°(evtl. bis zu +- 80°)
• EDX-Detektor (EDAX Octane T Optima 60 SDD System)

Mit diesem TEM sind alle klassischen Kontrastverfahren möglich: Hellfeld und Dunkelfeld, Beugungskontrast (einschließlich Weak-beam), parallele Beleuchtung bei alle Vergrößerungen (wichtig insbesondere bei der Untersuchung kristalliner Proben), TEM und STEM (scanning TEM). Dabei sind große Kippwinkel möglich. Eine Besonderheit des TEM im LNQE ist die Möglichkeit der Tomografie.

Für die Probenpräparation sind ein Ionen-Poliersystem Gatan PIPS 691, Muldenschleifgerät Gatan Dimpler Grinder 656, Lichtmikroskope, Abzug und laborübliche Kleingeräte vorhanden.

Kontakt zum TEM:
Dr. Fritz Schulze-Wischeler, Schulze-Wischeler@LNQE.uni-hannover.de, Tel.: +49 511 762 16014  

• TEM-Nutzungskosten-LNQE
• TEM-Handbuch-LNQE.pdf

Röntgenphotoelektronenspektroskop (XPS) zur zerstörungsfreien Bestimmung der chemischen Zusammensetzung vor allem von Festkörpern bzw. deren Oberfläche.

Austattungsmerkmale:

• PHI Versaprobe III Scanning ESCA
• Heiz- und kühlbare Probenkammer
• UPS Option
• LEIPS Option
• Scanning Auger Option
• Gas Cluster Ionenquelle

Nutzung:

• Nutzungsordnung XPS
• Kontakt: Dr. Andreas Schaate (andreas.schaate@acb.uni-hannover.de, +49 511 762 3698)