Entwicklung einer Methode zur Erkennung von Defekten in Leiterbahnen 3D integrierten Bauelementen
Masterarbeit
Bearbeitungsstatus:
offen
Betreuer:
- Nutsch, Andreas (FHG-IISB, Tel. 09131 / 761-115, E-Mail: andreas.nutsch@iisb.fraunhofer.de)
- Prof. Dr. rer. nat. Lothar Frey
Beschreibung
Masterarbeit für Physik, Mechatronik, Elektrotechnik, Werkstoffwissenschaften
Es soll ein optischer Aufbau entwickelt werden, mit dem die Probenoberfläche beleuchtet und digital fotografiert wird. Bei den Proben handelt es sich um polymerbeschichtete Siliciumwafer. Auf dem Polymer befinden sich Leiterbahnen, die es hinsichtlich Defekten wie Unterbrechungen etc. zu charakterisieren gilt. Die Auflösung der Methode soll besser als 1 µm in einem inspizierten Feld von ca. 1 cm x 1 cm sein. Die Arbeit hat folgende zu bearbeitende Schwerpunkte:
1.) Versuchsaufbau: Der Aufbau besteht aus optischen Komponenten, die aufeinander abgestimmt werden müssen. Es soll eine Hellfeld- und eine Dunkelfeldbeleuchtung der Probe ermöglicht werden. Die benötigten Komponenten sind eine CCD Kamera, ein Objektive und eine Beleuchtungseinheit. Es gilt, die mit den Komponenten erzielbare Spezifikation bezüglich Arbeitsabstands, Auflösung und Messfeldgröße zu verifizieren.
2.) Experimente: Für Experimente stehen polymerbeschichtete Siliciumwafer mit Leiterbahnen in Testfeldern von ca. 1 cm² zur Verfügung. Diese Scheiben sollen mit verschieden Methoden wie Mikroskop, gegebenenfalls SEM oder AFM und obigem Aufbau charakterisiert werden. Es gilt mögliche Defekte zu ermitteln und als Muster für die Defekterkennung aufzubereiten.
3.) Wissenschaftliche Auswertung: Es soll mittels MatLab ein Algorithmus zur Erkennung und Eingrenzung des Messfeldes entwickelt werden. Es ist eine Methode zur zuverlässigen Bildkorrelation zu etablieren. Die Defekte sollen entsprechend Größe, Position und Typ klassifiziert werden.
Hintergrund: Anwendungen für diese Advanced Optical Inspektion und Charakterisierung von Defekten finden sich in der Platinenfertigung und in der 3 D Integration von integrierten Schaltungen.
Lehrstuhl für elektronische Bauelemente der Universität Erlangen Nürnberg in Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Integrierte System und Bauelementetechnologie - Abteilung Halbleiterfertigungsgeräte und Methoden