Profilometrie

Zu den grundlegenden Prozessen der Halbleiter- und Mikrotechnologie zählen subtraktive Methoden (Nass- und Trockenätzen), additive Verfahren (z.B. Galvanik oder Drucktechniken) und auch die Oberflächenbearbeitung (Wafer-Grinden, CMP). Bei diesen Prozessen entstehen gewollte und ungewollte Topographien sowie Rauheiten aber auch Oberflächendefekte. Zielstrukturen wie z.B. Bondrahmen für das Waferbonden oder Kavitäten in MEMS-Bauteilen erfordern eine präzise Bestimmung ihrer Strukturhöhe/-tiefe und lateralen Abmessungen. Bei ungewollten Topographien und Oberflächeneffekten, welche u.a. mittels Chemisch Mechanischem Polieren (CMP) eingeebnet werden sollen, ist eine exakte Kontrolle der Stufenhöhe sowie der Oberflächenrauheit erforderlich.

Die Profilometrie ist das entscheidende Werkzeug zur Realisierung der oben genannten Messaufgaben und kann im Wesentlichen in taktile und optische Verfahren sowie die Rasterkraftmethode unterteilt werden. Das Fraunhofer ENAS betreibt dabei im Rahmen der In-Line Metrology unter anderem die nachfolgend genannten Verfahren. Diese Verfahren besitzen neben der individuellen Punktanalyse die Möglichkeit des voll- bzw. semiautomatischen Wafer-Mappings.

• Taktile Profilometer (Dektak XT, 2x Dektak 150 Veeco)
• Optische Profilometer mittels 2D oder Linien-Scans (FRT dichromatischer Sensor)
• Flächige 3D-Mikroskopie über konfokales Prinzip oder Fokusvariation (Confovis CL200, Confovis AOI 305, unity 4See BF3D)
• Nanoskalige 2D-scans sowie »Longscans« mittels AFM (bis zu 100 mm, Bruker Insight Cap – vollautomatisches AFM)