Full text: Fortschritte in der Metallographie

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0,5 um 
Bild 4b: TEM-Aufnahmen des Lochrandbereiches einer 
120 um tiefen Bohrung; Querschnittsebene 10 um 
über dem Lochgrund; In der Bohrung befinden sich 
noch Reste des Klebstoffes. Beachte den vollig un- 
gestörten Randbereich 
Beim Bohren mit Laserpulsen der höheren Pulsenergie (1,25 mJ) entstanden Bohrlöcher mit 
kegelförmiger Gestalt, die im Vergleich zur Bearbeitung mit Pulsen der niedrigeren Energie deutlich 
größere Durchmesser an der Waferoberseite aufwiesen. Die Bohrlochwand war glatt, und es konnten 
keine Materialanlagerungen nachgewiesen werden. Offensichtlich hat der durch den großen 
Materialabtrag pro Puls entstandene hohe Ablationsdruck zu einem vollständigen Abströmen des 
gasförmigen und schmelzflüssigen Materiales geführt. Besonders bemerkenswert ist, daß mit dem 
Fehlen der Materialablagerungen auch keine Rißanordnungen oder Defektstrukturen gefunden 
wurden, die auf thermische Effekte zurückgeführt werden konnten. Dagegen findet man 
insbesondere im unteren Lochabschnitt deutliche Hinweise auf eine Materialschädigung durch die 
laserinduzierten Druckstöße. Dabei entstehen Risse bevorzugt längs der {111}-Spaltebenen. Diese 
Spaltrisse eilen dem Bohrlochgrund bis zu einigen zehn Mikrometern voraus und verursachen 
weitreichende Materialabplatzungen beim Durchtritt der Bohrung durch die Unterseite des Wafers. 
Die Gegenüberstellung der REM-Aufnahmen der Lochaustrittsöffnungen von Bohrungen in Abb. 5, 
die mit niedriger und hoher Pulsenergie angefertigt wurden, macht den markanten Einfluß der 
Pulsenergie auf die Stärke der laserinduzierten Druckstöße deutlich. Nur mit Pulsen kleiner Energie 
gelingt ein störungsfreier kreisrunder Lochdurchtritt 
Zusammenfassung 
Die beim Mikrobohren mit dem Kupferdampflaser in Silizium entstehenden Werkstoffschädigungen 
wurden nach Erarbeitung spezieller Präparationstechniken im REM und TEM untersucht. Es konnte 
gezeigt werden, daß im Randbereich der Bohrungen charakteristische Riß- und Defektanordnungen 
entstehen, die je nach gewählter Pulsenergie hauptsächlich auf thermisch induzierte Spannungen oder 
auf laserinduzierte Druckstöße zurückzuführen sind. Wichtig ist der Befund, daß die Redeposition
	        
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