Messverfahren zur Kontrolle tiefer Siliziumstrukturen für die 3D-Chip-Integration

Joachim Bauer1, Francesco Villasmunta1, Friedhelm Heinrich1, Claus Villringer1, Johanna Reck2, Silke Peters2, Alexander Treffer2, Chr. Kuhnt3, Steffen Marschmeyer4, Oksana Fursenko4, Patrick Steglich1,4, Andreas Mai1,4, Sigurd Schrader1, Martin Regehly1
  1. 1Technische Hochschule Wildau
  2. 2SENTECH Instruments GmbH
  3. 3X-FAB MEMS Foundry GmbH
  4. 4IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

jobauer [at] th-wildau [dot] de

Es wird ein Messsystem zur Messung der Tiefe und Dicke von Restmaterialien am Boden von Through Silicon Vias (TSVs) vorgestellt, die zur Herstellung von Durchkontaktierungen für eine 3D-Chiparchitektur genutzt werden. Die Messungen erfolgten mit einer UV/VIS Reflexions- und Transmissionsanordnung und mittels FTIR-Spektrometrie im NIR. Für eine Methodenevaluierung wurden Dünnfilmschichten am Boden und die Tiefe der TSVs vermessen und mit REM-Querschnittsmessung verglichen. Für die Herstellung der TSVs wurden sowohl 200 mm -Standardwafer mit einer Dicke von 750 µm als auch Wafer verwendet, die durch chemisch-mechanisches Polieren auf eine Dicke von etwa 300 µm gedünnt wurden. Die Messwertanalyse erfolgte anhand von Modellierungen mittels der Rigorous Coupled Wave Analysis (RCWA). Ein besonderes Augenmerk lag dabei auf der Bestimmung sehr dünner Restschichten, die nach dem Ätzprozess verbleiben und die Qualität der Kontakte erheblich beeinflussen. Es wird gezeigt, dass dies durch Transmissionsmessungen im UV/VIS Spektralbereich möglich ist. Simulationen zeigen, dass Reflexionsmessungen mit einer hochauflösenden spektralen Analyse ebenfalls geeignet sind.

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@inproceedings{bauer2023b35,
  author     = {Bauer, Joachim and Villasmunta, Francesco and Heinrich, Friedhelm and Villringer, Claus and Reck, Johanna and Peters, Silke and Treffer, Alexander and Kuhnt, Chr. and Marschmeyer, Steffen and Fursenko, Oksana and Steglich, Patrick and Mai, Andreas and Schrader, Sigurd and Regehly, Martin},
  title      = {{Messverfahren zur Kontrolle tiefer Siliziumstrukturen für die 3D-Chip-Integration}},
  booktitle  = {DGaO-Proceedings 2023},
  series     = {DGaO-Proceedings},
  eventtitle = {124. Jahrestagung der DGaO},
  eventdate  = {2023-05-31/2023-06-03},
  venue      = {Berlin},
  publisher  = {Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik e.V.},
  year       = {2023},
  pages      = {B35},
  langid     = {ngerman},
  url        = {https://dgao-proceedings.de/paper/124-b35}
}
124. Jahrestagung der DGaO · Berlin · 2023