Entwicklung eines neuartigen, quantitativen Adhäsionsmessverfahren für Dünnfilmlagen in der Mikroelektronik

Inhalt:
Die Technologien, wie das Fan-Out, führen zu einer immer höheren Packaging-Dichte. Die Eigenschaften der Haftung der Lagen untereinander ist ein wesentlicher Faktor in der Zuverlässigkeitsbeurteilung. In dieser Arbeit wird der neuartige „Stripe Lift-Off“-Test (SLT) zur Haftungsmessung von dünnen Polymer- und Metallschichten vorgestellt. Das Verfahren stellt eine Weiterentwicklung des etablierten mELT (Modified Edge Lift-off-Test) dar, der unter anderem durch seine Limitierungen, was Probenpräparation und Versuchsdurchführung bei Minustemperaturen betrifft, nur begrenzt angewendet werden kann. Der SLT erlaubt die Messung der Haftung bei Raumtemperatur. Aufgrund der Nutzung von intrinsischen Spannungen für eine Delamination kann auf ein externes Messgerät für die Charakterisierung verzichtet werden. Als Ergebnis ermöglicht der SLT eine quantitative Charakterisierung der Haftung in Form der Bestimmung einer kritischen Energiefreisetzungsrate (J/m²). Die Energiefreisetzungsrate kann in eine Finite-Element-Simulation integriert werden und so die Grundlage für Zuverlässigkeitsprädiktionen liefern. Exemplarische Adhäsionsmessungen für Dünnfilmpolymer werden in der Arbeit dargelegt.