Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und UmformtechnikMotivation des Projektvorhabens
Aktuell werden In der Halbleiterfertigung und Mikrosystemtechnik hochgenaue Koordinatentische als Objektträger in Bearbeitungs- und Testanlagen eingesetzt. Beispielsweise müssen für die Charakterisierung und Qualitätskontrolle von auf einem Wafer befindlichen hochintegrierten Schaltkreisen die Kontaktnadeln eines Testsystems exakt zu den elektrischen Anschlussflächen ausgerichtet werden. Die Schaltkreisstrukturen und die entsprechenden elektrischen Anschlussflächen auf einer solchen integrierten Schaltung sind üblicherweise sehr klein, so dass das Ausrichten des Wafers bezüglich der Kontaktierungsnadeln sehr exakt erfolgen muss. Hinzu kommt, dass die übliche Wafergröße bei einem Durchmesser von derzeit bis zu 300 mm liegt, so dass der Wafer in einem großen Bewegungsbereich verfahren wird. Dabei ist eine Genauigkeit von unter 1µm mit einer Auflösung im Submikrometerbereich einzuhalten. Die Kosten für ein solches aufwendig zu fertigendes Tischsystem liegen bei durchschnittlich ca. 300.000€.
Herkömmliche Koordinatentische weisen in der Regel zwei Positionierachsen auf, die kreuzförmig miteinander gekoppelt sind. Dabei verfährt jeweils eine Positionierachse den Objektträger in eine Richtung (X- oder Y-Richtung) der Tischebene. Aufgrund der verwendeten Materialien mit einem nicht vernachlässigbaren Temperaturausdehnungskoeffizienten ist die erreichbare Positionierauflösung und Positionsanfahrgeschwindigkeit bei Koordinatentischen dieser Art begrenzt. Zurzeit am Markt verfügbare Koordinatentische erreichen eine Genauigkeit von 1 µm. Aufgrund der stetig fortschreitenden Miniaturisierung in der Halbleiterfertigung und Mikrosystemtechnik ist zukünftig mit weiter steigenden Anforderungen hinsichtlich der Positioniergenauigkeit zu rechnen.
