CMP-Wafer-Poliermaschine

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 550604414

Supraleitende Quantensensoren stellen eine disruptive Technologie dar, die durch die Ausnutzung quantenmechanischer Effekte eine Steigung der Leistungsfähigkeit von Sensoren weit über die Grenzen etablierter klassischer Systeme hinaus erlaubt. Sie ermöglichen damit heutzutage die Umsetzung einer Vielzahl von Experimenten und Anwendungen in Wissenschaft, Gesellschaft und Industrie, die früher noch als unmöglich zu realisieren galten. Aus diesem Grund wird weltweit sowohl im universitären Umfeld als auch in industriellen Forschungseinrichtungen mit Hochdruck an der Weiterentwicklung und der konkreten Anwendung von supraleitenden Quantensensoren der ersten und zweiten Generation geforscht. Die jeweiligen Sensoren bestehen aus supraleitenden Mikro- und Nanostrukturen, die mit normalleitenden und dielektrischen Strukturen kombiniert und mit Hilfe modernster Fabrikationsmethoden aus der Dünnschichttechnologie hergestellt werden. Aktuell kommen vorwiegend Dünnschicht-Depositions- und Ätzverfahren in Verbindung mit UV-Photolithographie und Elektronenstrahllithographie zum Einsatz. Die resultierende Topologie hergestellter, mehrlagiger Strukturen ist nicht planar und beschränkt die Komplexität supraleitender Sensoren, da der Gefahr von Kantenabriss, Einschnürungen im Strukturquerschnitt oder die Reduktion der Stromtragfähigkeit in höher liegenden Ebenen durch immer dicker werdende Dünnfilme entgegengewirkt werden muss. Die Herstellung von supraleitenden Sensoren mit mehr als zwei übereinanderliegenden supraleitenden Schichten ist damit aktuell, wenn überhaupt, nur in wenigen Ausnahmesituationen möglich. Mit Hilfe der hier beantragten CMP-Wafer-Poliermaschine soll die Entwicklung der nächsten Generation supraleiten- der Quantensensoren ermöglicht werden. Konkret sollen mit dem beantragten Gerät waferskalige Prozesse für das chemisch-mechanische Polieren (CMP) von supraleitenden, normalleitenden und dielektrischen Dünnschichten entwickelt werden, mit deren Hilfe die Herstellung von planarisierten Mikro- und Nanostrukturen für die supraleitende Quantensensorik etabliert werden soll. Die planarisierten Strukturen werden in der Folge die Herstellung neuartiger supraleitende Quanteninterferenzdetektoren (SQUIDs), kryogener Mikrokalorimeter und Mikrobolometer sowie anderer innovativer Bauelemente erlauben, durch die der Wandel von konventionellen hin zu quantentechnologischen Sensorsystemen weiter vorangetrieben werden kann.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: CMP-Wafer-Poliermaschine
• Gerätegruppe: 2040 Schleifmaschinen
• Antragstellende Institution: Karlsruher Institut für Technologie
• Leiter: Professor Dr. Sebastian Kempf