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Hohe Wiederholpräzision und Richtigkeit der Messung von Au/Pd-Schichten auf Lead-Frames

In der Elektronik-Industrie werden zunehmend immer dünnere Schichten verwendet. Damit steigen auch die Anforderungen an die Messtechnik, um im Rahmen einer industriellen Produktion zuverlässige Kenngrößen zur Produktionsüberwachung und -steuerung zu liefern. Ein Beispiel hierfür ist das System Au/Pd/Ni/Cu/Leiterplatte mit Schichtdicken für Au und Pd bis hinunter zu wenigen nm. Als Messmethode zur Qualitätsüberwachung dieser Schichtsysteme haben sich Röntgenfluoreszenz-Geräte etabliert.

Um die Möglichkeiten der Röntgenfluoreszenz-Geräte im Grenzbereich zu ermitteln, wurden vergleichende Messreihen mit anderen physikalischen Methoden aufgenommen. Die Musterproben wurden sowohl mit Röntgenfluoreszenz als auch mit der Rutherford-Rückstreuung und mit absoluter Röntgenfluoreszenz mittels Synchrotonstrahlung vermessen.

Bei Au-Schichtdicken von ca. 4, 6 und 9 nm lagen die Ergebnisse der Röntgenfluoreszenz-Geräte jeweils zwischen den anderen beiden Methoden, bei Abweichungen im sub-nm Bereich. Damit ist nicht nur die geringe Streuung sondern auch die Richtigkeit der Messungen mit Röntgenfluoreszenz-Geräten bestätigt. Die Rückführbarkeit der Messergebnisse wird durch die speziell für diese Messaufgabe entwickelten Kalibrierstandards von Fischer ermöglicht. Die einfache Handhabung der Röntgenfluoreszenz-Geräte ermöglicht bei Bedarf auch das Scannen einer Probe, um die Homogenität der Schichtdicke zu bestimmen (siehe Abb. 2).

Die Kombination aus modernster Detektor-Technologie (Silizium-Drift-Detektor) und entsprechend leistungsstarker Analyse-Software WinFTM® erlaubt die zuverlässige Messung von Schichtdicken auch im Bereich von unter 10 nm. Für die Anwendung auf Lead-Frames empfehlen sich dabei die Geräte FISCHERSCOPE® X-RAY XDV-SDD bei normalen Probenabmessungen und XDV-µ bei sehr kleinen Strukturen. Bei diesem Gerätetyp sorgt eine spezielle Röntgenoptik für einen sehr kleinen Messpunkt von nur 20 µm auf der Probe.

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