Minitube


    In diesem Projekt wird zusammen mit der Firma Minitüb GmbH eine Idee verfolgt, Gläser
    für eine Messkammer zu entwickeln um Konzentrationen von Suspensionen (hier:
    Samenproben) zu bestimmen. Hierfür wird die Hälfte der Gläser ganzflächig geätzt,
    wodurch eine Glasstufe mit genau definierter Höhe entsteht. Diese Gläser werden in die
    Messkammer eingelegt und unter einem Mikroskop platziert, wo mit Hilfe einer Software
    die Konzentration der Suspension bestimmt werden kann. Die Gläser werden dazu
    übereinander genau planparallel zu einander ausgerichtet. Der Abstand ist bei 5 μm-
    Stufen beispielsweise 25 μm und 15 μm (vgl. Abb. 1-1). Dadurch bilden sich zwei
    unterschiedliche Messvolumina (Sichtfeldlänge x Sichtfeldbreite x Höhe). Die zu
    messenden Konzentrationen der Spermien verhalten sich linear zu den Volumina. Somit
    erhält man bei einer Messung drei gleiche Ergebnisse. Falls sich in das Messsystem eine
    Verunreinigung oder Partikel einschleicht kann sich der Arbeitsabstand verändern, das
    Delta bleibt mit 10 μm allerdings gleich. Somit kann durch Ungleichheit der 3 Messungen
    auf einen falschen Arbeitsabstand bzw. auf einen Fehler im System geschlossen werden.
    Die Stufen ermöglichen also eine höhere Genauigkeit bzw. eine in-process-
    Qualitätskontrolle der Ergebnisse durchzuführen. (Bauer-Hack, 2016). Deshalb ist es
    wichtig die Stufen im Glas exakt zu ätzen und zu vermessen. Diese Arbeit beschäftigt
    sich mit der kompletten Erstellung der Zelle, angefangen beim Maskendesign, über die
    Lithographie und das homogene Ätzen bis hin zum Vereinzeln und Vermessen der
    Messzellen. Besonderes Augenmerk wird hierbei auf homogene Trockenätzung über die
    Fläche der Zelle von Quarzglas gelegt.




Schematische Darstellung einer Minitubequarzglasmesszelle

    Für ein vollständiges Messsystem werden zwei Messzellen benötigt (oben und unten). Sie
    werden in einem genau definierten Arbeitsabstand planparallel übereinander ausgerichtet.
    Die zwei 5,0 μm geätzten Glasstufen bilden zusammen das Delta von 10 μm.


Anforderungen an den Ätzprozess:
  • Geringe Rauigkeit
  • Parallelität der oberen (maskiert) und unteren (geätzt) Fläche
  • Homogenität über den Wafer
  • Reproduzierbarkeit



Profilometermessung der 7,5μm tiefen Stufen

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