Fraunhofer-Institut für Elektronische NanosystemeDie Charakterisierung der Bondinterfaces und Bondzwischenschichten ist ein wesentlicher Bestandteil bei der Entwicklung und Optimierung neuer und bereits bekannter Bondtechnologien. Basierend auf jahrelanger Erfahrung und einem umfangreichem Testequipment bietet das Fraunhofer ein breites Portfolio an Untersuchungen für eine umfassende Bewertung der Bondverbindungen. Neben zerstörungsfreien Methoden zur Detektion von Bonddefekten im Herstellungsprozess werden dabei verschiedene Verfahren zur Bewertung der Hermetizität und mechanischen Festigkeit eingesetzt.
Zerstörungsfreie Detektion von Bonddefekten (in-line Monitoring)
IR-Mikroskopie
- Mikroskopie und Analyse von siliziumbasierten Chip- und Waferverbunden
- Detektion von Rissen, Voids und Partikeln
- Ultraschall-Mikroskopie (SAM 300E PVA TePla):
- Charakterisierung von Waferverbunden mit und ohne metallischen Zwischenschichten
- Detektion von Rissen, Voids, Partikeln und delaminierten Bereichen
- Analyse der verschiedenen Interfaces von Waferstacks bestehend aus drei oder mehr Substraten
- Design von Teststrukturen mit Messvolumen ≥ 20 mm³
- Messung der Leckrate mittels Gassensor
- Minimal detektierbare Leckrate: > 10-9 mbar∙l/s
- Empfindlichkeit: 2∙10-10 mbar∙l/s
FTIR-Spektroskopie
- Design von Teststrukturen mit Messvolumen ≥ 5 mm³
- Analyse der Änderung der Transmissionseigenschaften infolge ausströmendem Tracer-Gas
- Minimal detektierbare Leckrate: 10-11…10-15 mbar∙l/s
Mikro-Resonatoren
- Design von Mikroresonatoren mit Messvolumen ≤ 5 mm³
- Minimal detektierbare Leckrate: ≥ 10-16 mbar∙l/s
- Empfindlichkeit: 10-10…10-11 mbar∙l/s
Mechanische Festigkeit
Kompressionsschertest mit TIRA test 2805
- Design von Teststrukturen zur Bewertung der Scherfestigkeit
- Bestimmung der Scherfestigkeit an Teststrukturen und fertig prozessierten Devices
- Analyse von Bondverbindungen mit und ohne Zwischenschicht
- Kopplung mit Bewertung der Hermetizität möglich
Micro-Chevron-Test (anforderungsoptimiertes Spezialequipment)
- Hybridverfahren zur Bestimmung der Bruchzähigkeit/Energiefreisetzungsrate durch Kombination von FE-Analysen und Experiment
- Design von an die Bondverbindung angepassten Testgeometrien
- Optional: Berechnung erforderlicher Hilfsgrößen mittels Methode der Finiten Elemente
- Experimentelle Analyse von Bondverbindungen mit und ohne Zwischenschicht