Eine grundlegende Schwierigkeit in der Röntgenoptik liegt in der Bereitstellung geeigneter Optiken. So ist aufgrund der schwachen Wechselwirkung der Röntgenstrahlung mit Materie der Einsatz brechender Optiken nicht sinnvoll, und es wird auf alternative Konzepte wie Röntgenwellenleiter zurückgegriffen. Röntgenwellenleiter sind nicht-dispersive strahlführende Optiken, welche die Kohärenz der Röntgenstrahlung filtern und als quasi-Punktquellen fungieren. Hierbei wird der Röntgenstrahl in einer oder zwei Dimensionen räumlich beschränkt, wobei der Wellenlängenbereich der Röntgenstrahlung eine Abmessung im sub-100 nm-Bereich erfordert. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren etabliert, mit welchem die Herstellung von Wellenleiterkanälen im sub-50 nm-Bereich in Silizium gelingt. Die Prozessierung basiert hierbei auf einem Schema aus elektronenstrahllithographischer Belichtung, Reaktivem Ionenätzen und Wafer bonding. Das Verfahren ist variabel in Bezug auf verschiedene Wellenleitergeometrien, beispielsweise gekreuzte Wellenleiter und Kanalwellenleiter, ist auf alternative Materialien übertragbar, und erlaubt die Strahlführung auf in einer Dimension gekrümmten Pfaden. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit hergestellten Wellenleiter wurden erfolgreich an verschiedenen Synchrotron-Messplätzen eingesetzt und ihre Fernfelder charakterisiert, und der kohärente Wellenleiterstrahl wurde in der Röntgenmikroskopie und der holographischen Bildgebung eingesetzt. Es finden sich sowohl für die Quellgröße der Wellenleiter als auch für die Auflösung in der Bildgebung Werte im sub-50 nm-Bereich.

科学研究費補助金 研究種目:基盤研究(A)(2) 課題番号:11305004 研究代表者:後藤 俊夫 研究期間:1999-2001年度

La réalisation de dispositifs à des dimensions sous-micrométriques et nanométriques demande une maîtrise parfaite des procédés de fabrication, notamment ceux de gravure. La réalisation des ces dispositifs est complexe et les exigences en termes de qualité et de géométrie des profils de gravure imposent de choisir les conditions opératoires les mieux adaptées. Les simulations de l'évolution spatio-temporelle des profils de gravure que nous proposons dans cette thèse s'inscrivent parfaitement dans ce contexte. Le simulateur que nous avons réalisé offre la possibilité de mieux comprendre les processus qui entrent en jeu lors de la gravure par plasma de profils dans divers matériaux. Il permet de tester l'influence des paramètres du plasma sur la forme du profil et donc de déterminer les conditions opératoires optimales. La mise au point de ce simulateur s'appuie sur les concepts fondamentaux qui gouvernent la gravure par plasma. À partir de l'état des lieux des différentes approches numériques pouvant être utilisées, nous avons élaboré un algorithme stable et adaptable permettant de mettre en évidence l'importance de certains paramètres clés pour la réalisation de profils de gravure par un plasma à haute densité et à basse pression. Les capacités de cet algorithme ont été testées en étudiant d'une part la pulvérisation de Si dans un plasma d'argon et d'autre part, la gravure chimique assistée par les ions de SiO2/Si dans un plasma de chlore. Grâce aux comparaisons entre profils simulés et expérimentaux, nous avons montré l'importance du choix de certains paramètres, comme la nature du gaz utilisé et la pression du plasma, la forme initiale du masque, la sélectivité masque/matériau, le rapport de flux neutre/ion, etc. Nous avons aussi lié ces paramètres à la formation de défauts dans les profils, par exemple celle de facettes sur le masque, de parois concaves, et de micro-tranchées. Enfin, nous avons montré que le phénomène de redépôt des atomes pulvérisés entre en compétition avec la charge électrique de surface pour expliquer la formation de profils en V dans le Pt pulvérisé par un plasma d'argon. / Sub-micrometer and nanometer-size device manufacturing requires perfect control of fabrication processing, in particular plasma etching. The fabrication of such devices is complex and the requirements in terms of quality and geometry of the etching profiles impose to use the best adapted operating conditions. Simulation of space and time-etching profile evolution that is proposed in this thesis addresses these issues. The simulator yields a better understanding of the fundamental mechanisms that occur during plasma etching of features in various materials. It enables to test the influence of plasma parameters on the profile shape and thus to determine the optimal operating conditions. The development of the simulator is based on the fundamental concepts in plasma etching. From thorough review of the various numerical approaches available to simulate etching profile evolution, we have developed a stable and flexible algorithm that enables to emphasize the importance of some key-parameters for the realization of etching profiles by high-density and low-pressure plasma. The capabilities of this algorithm were tested on the study of Si sputtering in an argon plasma and of ion-assisted chemical etching of SiO2/Si in a chlorine plasma. From comparisons between simulated and experimental profiles, we have shown the importance of some parameters, like the nature of the gas, the plasma pressure, the initial shape of the mask, the mask/material selectivity, the neutral/ion flux ratio, etc. We also linked these parameters to the formation of defects in the profile, for exemple mask facetting, sidewall bowing and microtrenching. Finally, we have shown that redeposition of sputtered atoms compete with electric surface charging to explain V-shape profiles observed on Pt sputtered in argon plasmas.

Ce travail de thèse aborde le problème de la gravure de matériaux ultraminces pour la réalisation de nouvelles générations de transistors (FDSOI, FinFET) dans les dispositifs nanoélectroniques avancés. Ces transistors doivent être gravés avec une précision nanométrique pour ne pas endommager les propriétés électroniques des couches actives. Afin d'atteindre une telle précision, les dommages surfaciques et l'épaisseur des couches réactives formées lors de l'exposition plasma doivent être maintenus en-deçà du nanomètre, véritable défi auquel les plasmas ICP continus ne sont plus à même de répondre. Pour assister le développement de nouveaux procédés de gravure, des simulations de dynamique moléculaire ont été développées afin étudier l'influence de nouvelles technologies plasma (plasmas pulsés, plasma basse Te, gaz pulsés) sur les interactions entre silicium et plasmas chlorés. Les simulations montrent que l'énergie ionique (Eion) est le paramètre numéro un pour contrôler la gravure de couches de Si ultraminces, une diminution de l'énergie réduisant à la fois l'épaisseur de couche endommagée SiClx et le taux de gravure. Le rapport du flux de neutres sur flux d'ions (Γ) est le 2nd paramètre clé : son augmentation entraîne une diminution sensible l'épaisseur de couche perturbée tout en augmentant le taux de gravure. Quantitativement, cette étude montre que des plasmas caractérisés par de faibles énergies ioniques (< 15 eV) ou des rapports Γ importants (⩾ 1000) permettre d'obtenir des couches réactives d'épaisseur sub-nanométrique (cf. plasmas basse Te ou synchronisés pulsés). En mode "bias pulsé", les simulations montrent que pour une valeur Vbias donnée, pulser le bias permet de diminuer à la fois l'épaisseur de couche réactive et le taux de gravure. Cet effet est d'autant plus marqué que le rapport de cycle DC est faible, ce qui élargit la fenêtre des paramètres opératoires. Pour contrôler la gravure, une autre solution pourrait consister à contrôler l'épaisseur des couches réactives de manière dynamique. Inspiré de l'ALE (Atomic Layer Etching), ce nouveau concept consiste à pulser rapidement et alternativement différents gaz pour décomposer le procédé de gravure en cycles répétitifs de deux étapes plasma distinctes. La 1ère étape vise à limiter la formation de la couche mixte à 1nm d'épaisseur dans un plasma réactif (Cl2) en optimisant le temps d'injection du gaz; la 2nde étape vise à graver la couche ainsi formée dans un plasma de gaz rare (Ar, Xe) sans endommager le matériau sous-jacent. Nos simulations confirment la faisabilité et la répétabilité d'un tel concept. / This thesis focuses on technological challenges associated with the etching of ultrathin materials used for new generations of transistors (FDSOI, FinFET) in advanced nanoelectronics devices. These transistors must be etched with a nanometric precision in order to preserve the electronic properties of active layers. To reach such a precision, plasma-induced damage and reactive layers thicknesses formed during the etch must remain below 1nm, a challenge which cannot be addressed by continuous-waves ICP plasmas. To assist the development of new etching processes, molecular dynamics simulations have been developed to study the influence of new plasma technologies (pulsed plasmas, low-Te plasmas, gaz pulsing) on interactions between silicon and chlorine plasmas. Simulations show that the key parameter to control the etching of ultrathin Si layers is the ion energy (Eion), which lowers both the SiClx damaged layer thickness and the etch rate when it is decreased. The neutral-to-ion flux ratio (Γ) is the second key parameter: its increase strongly reduces the reactive layer thickness while the etch rate grows. Quantitatively, this study shows that plasmas with low ion energies (< 15 eV) and high Γ ratios (⩾ 1000) allow to obtain sub-nanometer thick reactive layers (cf. low-Te or synchronized pulsed plasmas). In « pulsed bias » mode, simulations show that for a given Vbias value, pulsing the bias decreases both the reactive layer thickness and the etch rate. This effect is stronger at low duty cycle DC, which can improve the control of the etching process. To control the etching of ultrathin films, another solution may be to control dynamically the reactive layers formation. Inspired from ALE (Atomic Layer Etching) principle, this new concept consists in pulsing quickly and alternatively several gases to divide the etching process into repetitive cycles of two distinct plasma steps. The first step aims to limit the mixed layer formation at 1nm in a reactive (Cl2) plasma by optimizing the gas injection time; the 2nd step aims to remove the so-formed layer in a noble gas plasma (Ar, Xe) without damaging the material below. Our simulations confirm the feasibility and the repeatability of such a concept.

Disertacijos tikslas buvo nustatyti fizikines priežastis, ribojančias dielektrinių optinių dangų spektrinius parametrus bei jų atsparumą lazerio spinduliuotei ir pateikti įvairių jų gamybos etapų – optinių pagrindukų paruošimo dengimo procesui, optinių dangų struktūros bei dengimo technologijų optimizavimo rekomendacijas optinių komponentų gamintojams. Šiame darbe buvo atlikta komerciškai poliruotų kvarco pagrindukų visapusiška paviršiaus analize, kuri parodė, kad paviršiuje esama poliravimo medžiagų liekanų įstrigusių įvairiuose rėžiuose bei mikrotrūkiuose ir “paslėptų” po taip vadinamu Bilbio sluoksniu. Siekiant nuėsdinti šį sluoksnį ir pašalinti poliravimo medžiagų liekanas, buvo sukurta cheminio ėsdinimo HF/HNO3 tirpale metodika. Nustatyta, kad ėsdintų kvarco pagrindukų pažaidos lazerio spinduliuotei slenkstis padidėjo apie 4 kartus. Šiame darbe didelis dėmesys buvo skiriamas naujų optinių dangų modelių paieškai ir dangų formavimui, naudojant ZrO2/SiO2 medžiagų mišinius. Panaudojant metalų oksidų mišinių sluoksnius, buvo suformuotos didelio atsparumo skaidrinančios dangos ant netiesinių LBO kristalų bei didelio atspindžio periodiškai kintančio lūžio rodiklio optinės dangos ant kvarco pagrindukų. Šiame darbe buvo pasirinktas magnetroninio dulkinimo technologijos, kuri yra santykinai nauja optinių dangų industrijoje, optimizavimas. Pirma kartą pademonstruota reaktyvaus magnetroninio dulkinimo proceso valdymas, panaudojant kombinuotą reaktyviųjų dujų jutiklį. Jo pagalba buvo... [toliau žr. visą tekstą] / The main aim of this dissertation was to identify physical causes that limit optical component‘s spectral properties and resistance to laser radiation as well as to optimize the final substrate preparation procedure and coating deposition technology. In this work we report an experimental investigation of subsurface damage (SSD) in conventionally polished fused silica (FS) substrates, which are widely used in laser applications and directly influence performances of optical elements. Subsurface damages are defined as residual digs and scratches, some of which are filled with polishing slurry and covered with so-called Bielby layer (polished layer). Acid etching procedure of FS substrates was developed, which allows removing polished layer and eliminating SSD. Different durations of acid etching have been used to study laser induces damage threshold (LIDT) of FS substrates. These experiments revealed that the optimal etching time is ~1 min for a given acid concentration. LIDT of etched FS samples increased ~4 times. The LIDT in LiB3O5 (LBO) crystals coated with different types of (single AR@355 nm and triple AR@355+532+1064 nm wavelength) anti-reflective coatings was also investigated. All these coatings were produced of different oxide materials (ZrO2, Al2O3, and SiO2) and ZrO2-SiO2 mixtures by using the ion beam sputtering (IBS) deposition technique. Also, we present explorations of reactive magnetron sputtering technology for deposition of ZrO2 and Nb2O5/SiO2 mixture thin... [to full text]

The main aim of this dissertation was to identify physical causes that limit optical component‘s spectral properties and resistance to laser radiation as well as to optimize the final substrate preparation procedure and coating deposition technology. In this work we report an experimental investigation of subsurface damage (SSD) in conventionally polished fused silica (FS) substrates, which are widely used in laser applications and directly influence performances of optical elements. Subsurface damages are defined as residual digs and scratches, some of which are filled with polishing slurry and covered with so-called Bielby layer (polished layer). Acid etching procedure of FS substrates was developed, which allows removing polished layer and eliminating SSD. Different durations of acid etching have been used to study laser induces damage threshold (LIDT) of FS substrates. These experiments revealed that the optimal etching time is ~1 min for a given acid concentration. LIDT of etched FS samples increased ~4 times. The LIDT in LiB3O5 (LBO) crystals coated with different types of (single AR@355 nm and triple AR@355+532+1064 nm wavelength) anti-reflective coatings was also investigated. All these coatings were produced of different oxide materials (ZrO2, Al2O3, and SiO2) and ZrO2-SiO2 mixtures by using the ion beam sputtering (IBS) deposition technique. Also, we present explorations of reactive magnetron sputtering technology for deposition of ZrO2 and Nb2O5/SiO2 mixture thin... [to full text] / Disertacijos tikslas buvo nustatyti fizikines priežastis, ribojančias dielektrinių optinių dangų spektrinius parametrus bei jų atsparumą lazerio spinduliuotei ir pateikti įvairių jų gamybos etapų – optinių pagrindukų paruošimo dengimo procesui, optinių dangų struktūros bei dengimo technologijų optimizavimo rekomendacijas optinių komponentų gamintojams. Šiame darbe buvo atlikta komerciškai poliruotų kvarco pagrindukų visapusiška paviršiaus analize, kuri parodė, kad paviršiuje esama poliravimo medžiagų liekanų įstrigusių įvairiuose rėžiuose bei mikrotrūkiuose ir “paslėptų” po taip vadinamu Bilbio sluoksniu. Siekiant nuėsdinti šį sluoksnį ir pašalinti poliravimo medžiagų liekanas, buvo sukurta cheminio ėsdinimo HF/HNO3 tirpale metodika. Nustatyta, kad ėsdintų kvarco pagrindukų pažaidos lazerio spinduliuotei slenkstis padidėjo apie 4 kartus. Šiame darbe didelis dėmesys buvo skiriamas naujų optinių dangų modelių paieškai ir dangų formavimui, naudojant ZrO2/SiO2 medžiagų mišinius. Panaudojant metalų oksidų mišinių sluoksnius, buvo suformuotos didelio atsparumo skaidrinančios dangos ant netiesinių LBO kristalų bei didelio atspindžio periodiškai kintančio lūžio rodiklio optinės dangos ant kvarco pagrindukų. Šiame darbe buvo pasirinktas magnetroninio dulkinimo technologijos, kuri yra santykinai nauja optinių dangų industrijoje, optimizavimas. Pirma kartą pademonstruota reaktyvaus magnetroninio dulkinimo proceso valdymas, panaudojant kombinuotą reaktyviųjų dujų jutiklį. Jo pagalba buvo... [toliau žr. visą tekstą]

Das Eingliedern festsitzender kieferorthopädischer Apparaturen macht das vorherige Anrauhen des Schmelzes notwendig. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin zu ermitteln, ob ein zeit- und ausdehnungsbezogen überschüssiges kieferorthopädisches Ätzen des Schmelzes über die Fläche des zu befestigenden Brackets hinaus mit 30% Phosphorsäure zu einem erhöhten Risiko für White-Spot-Läsionen beitragen kann. Zusätzlich wurde getestet, inwieweit die Faktoren Zahnreinigung, Ätzdauer und Zeitdauer auf die mögliche Entstehung von White-Spot-Läsionen Einfluss nehmen. Für diese in-vitro-Studie wurden 90 extrahierte menschliche obere mittlere und seitliche Frontzähne verwendet. Die Zahnkronen mit einem Durchmesser von mindestens fünf mm wurden in Kunststoff eingebettet und mit Schleifpapier poliert. Es wurde jeweils eine Baseline-Messung mittels Quantitativer lichtinduzierter Fluoreszenz (QLF) durchgeführt, während der die Referenzbereiche für die nachfolgenden Messungen festgelegt wurden. Anschließend wurden die 90 Prüfkörper randomisiert in sechs Gruppen aufgeteilt. Drei Gruppen wurden täglich einer standardisierten Reinigung unterzogen und jeweils zu Versuchsbeginn 30 Sekunden, 15 Sekunden oder 0 Sekunden mit 30% Phosphorsäure angeätzt. Die Prüfkörper der anderen drei Gruppen wurden keiner Reinigung unterzogen und ebenfalls 30, 15 oder 0 Sekunden angeätzt. Während 42 aufeinanderfolgenden Tagen wurden alle Prüfkörper einem pH-Zyklus unterzogen: Die Demineralisation erfolgte für 60 Minuten. Hierauf folgte eine 120 minütige Remineralisation. Dieser Zyklus wurde drei Mal pro Tag durchgeführt. Nach dem letzten Zyklus wurden drei Gruppen mithilfe einer Zahnputzmaschine, die mit eingespannten Bürstenköpfen und einem Gemisch aus künstlichem Speichel und fluoridhaltiger Zahnpasta arbeitete, standardisiert gereinigt. Nach 2, 7, 14, 21 und 42 Tagen wurden die Fluoreszenzwerte der Schmelzoberflächen mittels QLF ermittelt. Bei der Auswertung der Messergebnisse zeigte sich ein signifikanter Einfluss  (p < 0,01) aller drei Faktoren (Reinigung, Ätzdauer, Versuchszeit) auf die Fluoreszenzwerte. Die Fläche der Demineralisation wurde nur durch die Ätzdauer signifikant beeinflusst. Der Einfluss der längeren Ätzdauer (30 Sekunden) verstärkte sich insbesondere bei den ungereinigten Prüfkörpern. Der DeltaQ-Wert wurde lediglich durch die verstrichene Versuchszeit in Kombination mit 30 sekündigem Ätzen signifikant beeinflusst (p < 0,02). Werden angeätzte Schmelzbereiche nicht von Bonding oder Bracket bedeckt, ist somit mit einer verstärkten Entstehung von White-Spot-Läsionen zu rechnen. Folglich ist bei der kieferorthopädischen Bracketbefestigung darauf zu achten, die Ätzfläche auf die Fläche des zu klebenden Brackets zu beschränken und Ätzzeiten von 15 Sekunden nicht zu überschreiten.

Une étape cruciale dans la fabrication des MEMS de haute fréquence est la gravure par plasma de la couche mince d’AlN de structure colonnaire agissant comme matériau piézoélectrique. Réalisé en collaboration étroite avec les chercheurs de Teledyne Dalsa, ce mémoire de maîtrise vise à mieux comprendre les mécanismes physico-chimiques gouvernant la cinétique ainsi que la formation de dommages lors de la gravure de l’AlN dans des plasmas Ar/Cl2/BCl3. Dans un premier temps, nous avons effectué une étude de l’influence des conditions opératoires d’un plasma à couplage inductif sur la densité des principales espèces actives de la gravure, à savoir, les ions positifs et les atomes de Cl. Ces mesures ont ensuite été corrélées aux caractéristiques de gravure, en particulier la vitesse de gravure, la rugosité de surface et les propriétés chimiques de la couche mince. Dans les plasmas Ar/Cl2, nos travaux ont notamment mis en évidence l’effet inhibiteur de l’AlO, un composé formé au cours de la croissance de l’AlN par pulvérisation magnétron réactive et non issu des interactions plasmas-parois ou encore de l’incorporation d’humidité dans la structure colonnaire de l’AlN. En présence de faibles traces de BCl3 dans le plasma Ar/Cl2, nous avons observé une amélioration significative du rendement de gravure de l’AlN dû à la formation de composés volatils BOCl. Par ailleurs, selon nos travaux, il y aurait deux niveaux de rugosité post-gravure : une plus faible rugosité produite par la présence d’AlO dans les plasmas Ar/Cl2 et indépendante de la vitesse de gravure ainsi qu’une plus importante rugosité due à la désorption préférentielle de l’Al dans les plasmas Ar/Cl2/BCl3 et augmentant linéairement avec la vitesse de gravure. / A crucial step in the fabrication of high-frequency MEMS is the etching of the columnar AlN thin film acting as the piezoelectric material. Realized in close collaboration with researchers from Teledyne Dalsa, the objective of this master thesis is to better understand the physico-chemical mechanisms driving the etching kinetics and damage formation dynamics during etching of AlN in Ar/Cl2/BCl3 plasmas. In the first set of experiments, we have studied the influence of the operating parameters of an inductively coupled plasma on the number density of the main etching species in such plasmas, namely positive ions and Cl atoms. These measurements were then correlated with the etching characteristics, in particular the etching rate, the surface roughness, and the chemical properties of the AlN layer after etching. In Ar/Cl2 plasmas, our work has highlighted the inhibition effect of AlO, a compound formed during the AlN growth by reactive magnetron sputtering and not from plasma-wall interactions or from the incorporation of moisture in the columnar nanostructure of AlN. In presence of small amounts of BCl3 in the Ar/Cl2 plasma, we have observed a significant increase of the etching yield of AlN due to the formation of volatile BOCl compounds. Furthermore, our work has demonstrated that there are two levels of roughness following etching: a lower roughness produced by the presence of AlO in Ar/Cl2 plasmas which is independent of the etching rate and a larger roughness due to preferential desorption of Al in Ar/Cl2/BCl3 plasmas which increases linearly with the etching rate.

En lien avec l’avancée rapide de la réduction de la taille des motifs en microfabrication, des processus physiques négligeables à plus grande échelle deviennent dominants lorsque cette taille s’approche de l’échelle nanométrique. L’identification et une meilleure compréhension de ces différents processus sont essentielles pour améliorer le contrôle des procédés et poursuivre la «nanométrisation» des composantes électroniques. Un simulateur cellulaire à l’échelle du motif en deux dimensions s’appuyant sur les méthodes Monte-Carlo a été développé pour étudier l’évolution du profil lors de procédés de microfabrication. Le domaine de gravure est discrétisé en cellules carrées représentant la géométrie initiale du système masque-substrat. On insère les particules neutres et ioniques à l’interface du domaine de simulation en prenant compte des fonctions de distribution en énergie et en angle respectives de chacune des espèces. Le transport des particules est effectué jusqu’à la surface en tenant compte des probabilités de réflexion des ions énergétiques sur les parois ou de la réémission des particules neutres. Le modèle d’interaction particule-surface tient compte des différents mécanismes de gravure sèche telle que la pulvérisation, la gravure chimique réactive et la gravure réactive ionique. Le transport des produits de gravure est pris en compte ainsi que le dépôt menant à la croissance d’une couche mince. La validité du simulateur est vérifiée par comparaison entre les profils simulés et les observations expérimentales issues de la gravure par pulvérisation du platine par une source de plasma d’argon. / With the reduction of feature dimensions, otherwise negligible processes are becoming dominant in microfabricated profile evolution. Improved understanding of these different processes is essential to improve the control of the microfabrication processes and to further decrease of the feature size. To help attaining such control, a 2D feature scale cellular simulator using Monte-Carlo techniques was developed. The calculation domain is discretized in square cells representing empty space, substrate or mask of the initial system. Neutral and ion species are inserted at simulation interface from their respective angular and energy distributions functions. Particles transport to the feature surface is calculated while taking into account ion reflection on sidewall and neutral reemission. The particles-surface interaction model includes the different etching mechanisms such as sputtering, reactive etching and reactive ion etching. Etch product transport is also taken into account as is their deposition leading to thin film growth. Simulation validity is confirmed by comparison between simulated profiles and experimental observations issued from sputtering of platinum in argon plasma source.

Semiconductor wafer bonding has been a subject of interestfor many years and a wide variety of wafer bonding techniqueshave been reported in literature. In adhesive wafer bondingorganic and inorganic adhesives are used as intermediatebonding material. The main advantages of adhesive wafer bondingare the relatively low bonding temperatures, the lack of needfor an electric voltage or current, the compatibility withstandard CMOS wafers and the ability to join practically anykind of wafer materials. Adhesive wafer bonding requires nospecial wafer surface treatmentssuch as planarisation.Structures and particles at the wafer surfaces can be toleratedand compensated for some extent by the adhesive material.Adhesive wafer bonding is a comparably simple, robust andlowcost bonding process. In this thesis, adhesive wafer bondingtechniques with different polymer adhesives have beendeveloped. The relevant bonding parameters needed to achievehigh quality and high yield wafer bonds have been investigated.A selective adhesive wafer bonding process has also beendeveloped that allows localised bonding on lithographicallydefined wafer areas. Adhesive wafer bonding has been utilised in variousapplication areas. A novel CMOS compatible film, device andmembrane transfer bonding technique has been developed. Thistechnique allows the integration of standard CMOS circuits withthin film transducers that can consist of practically any typeof crystalline or noncrystalline high performance material(e.g. monocrystalline silicon, gallium arsenide,indium-phosphide, etc.). The transferred transducers or filmscan be thinner than 0.3 µm. The feature sizes of thetransferred transducers can be below 1.5 µm and theelectrical via contacts between the transducers and the newsubstrate wafer can be as small as 3x3 µm2. Teststructures for temperature coefficient of resistancemeasurements of semiconductor materials have been fabricatedusing device transfer bonding. Arrays of polycrystallinesilicon bolometers for use in uncooled infrared focal planearrays have been fabricated using membrane transfer bonding.The bolometers consist of free-hanging membrane structures thatare thermally isolated from the substrate wafer. Thepolycrystalline silicon bolometers are fabricated on asacrificial substrate wafer. Subsequently, they are transferredand integrated on a new substrate wafer using membrane transferbonding. With the same membrane transfer bonding technique,arrays of torsional monocrystalline silicon micromirrors havebeen fabricated. The mirrors have a size of 16x16 µm2 anda thickness of 0.34 µm. The advantages of micromirrorsmade of monocrystalline silicon are their flatness, uniformityand mechanical stability. Selective adhesive wafer bonding hasbeen used to fabricate very shallow cavities that can beutilised in packaging and component protection applications. Anew concept is proposed that allows hermetic sealing ofcavities fabricated using adhesive wafer bonding. Furthermore,microfluidic devices, channels and passive valves for use inmicro total analysis systems are presented. Adhesive wafer bonding is a generic CMOS compatible bondingtechnique that can be used for fabrication and integration ofvarious microsystems such as infrared focal plane arrays,spatial light modulators, microoptical systems, laser systems,MEMS, RF-MEMS and stacking of active electronic films forthree-dimensional high-density integration of electroniccircuits. Adhesive wafer bonding can also be used forfabrication of microcavities in packaging applications, forwafer-level stacking of integrated circuit chips (e.g. memorychips) and for fabrication of microfluidic systems.