Elektromagnetische und thermomechanische Charakterisierung und Zuverlässigkeitsbewertung

Messungen der inneren Belastungen mit der FIB Ausrüstung

© Fraunhofer ENAS
Ion Milling von Trenches.

Die Kenntnis intrinsischer Spannungen in Halbleiter- und MEMS-Produkten ist von großer Bedeutung, da letztere entscheidenden Einfluß auf funktionelles Verhalten wie auf die thermo-mechanische Zuverlässigkeit von Produkten haben. Ein neues Meßverfahren zur Messung lokaler Spannungen nutzt Ion Milling in kommerziellen FIB-Geräten, um räumlich begrenzte Relaxationsdeformation an Materialien zu erzeugen. Bildverarbeitung an SEM-Bildern, vor und nach dem Milling aufgenommen, gestatten diese Deformationen zu messen und daraus die ursprüngliche Spannung zu ermitteln. Das Verfahren besitzt eine exzellente Ortsauflösung (10 nm lateral, 50 nm in Objekttiefe) bei gleichzeitiger Messgenauigkeit der Spannungen zwischen 1 und einigen 10 MPa. Ein FP7-Projekt gefördert durch die EU verfolgt die Zielstellung, das unter Laborbedingungen bereits eingesetzte Messverfahren in ein industrietaugliches umzuwandeln. Wesentliche Zielstellungen sind dabei Messprozess-Automatisierung, Kosteneffizienz des Messprozesses und Pre-Standardisierung des Verfahrens sowie Implementierung in ein kommerzielles FIB-Gerät. Ein Best-Practice-Guide soll einen effizienten Einstieg neuer industrieller Nutzer unterstützen.

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Ion Milling von Trenches.
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Runde Säulen zum Erzeugen von Stressabbau. Entspannungsverschiebungen (gefärbte Aufnahmenpunkte, Pixeleinheiten) werden genutzt um Stress umzuwandeln.