SEMI 3D5 - 3DS-IC 構造のシリコン貫通ビア (TSV) の幾何学的パラメータの測定に使用される計測技術のガイド -

Abstract

このガイドは、ユーザーが個々の TSV (シリコン貫通ビア) または TSV アレイの幾何学的パラメータの測定を実行するためのツールの選択と使用を支援します。 TSV は、将来の 3 次元積層集積回路 (3DS-IC) パッケージングにおいて重要な要素となることが期待されています。アスペクト比が高く直径が小さい高度な TSV 設計は、TSV 計測技術に課題をもたらす可能性があります。このガイドでは、TSV (シリコン貫通ビア) 寸法測定を可能にする現在利用可能なさまざまな計測技術について説明します。このガイドは、TSV 計測の生産者とユーザーが製品を開発し、有意義な評価を実施するのにも役立ちます。

このガイドは、内部に導電性ビアが構築される、薄いシリコン スライスの開口部 (つまり、穴) の幾何学的パラメータに焦点を当てています。シリコンウェーハの表面にはハードマスクなどの追加の層が存在する場合があります。このような層は、以下で説明する計測ツールのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

完全な TSV には通常、導電性材料や絶縁層などの追加コンポーネントが必要です。このガイドで説明されている測定ツールは、TSV 開口部の測定に関する現在の最先端技術を表しています。それらの一部は、製造の後の段階で存在する他の TSV 機能に適用できる場合もありますが、適用できない場合もあります。

このガイドは、TSV 計測ツールの選択と使用、および個々の TSV または TSV のアレイの幾何学的パラメータ (ピッチ、トップ CD、トップ直径、トップなど) の TSV 測定を実行するためのプロトコルの選択と使用を支援します。面積、深さ、テーパー（または側壁角度）、底面積、底部CD、底部直径、および場合によってはその他（スカロップや全体的な傾きなど）。図 1 にその一部を示します。

このガイドでは、さまざまなサイズとアスペクト比での TSV の測定例、さまざまな計測ツールを使用した TSV 測定、基板相互作用の相対レベル、およびアプリケーション別の推奨事項を示します。これは、SEMI 3D1 で定義された特定の幾何学的パラメータのセットを対象としています。特定の機器ではなく、利用可能なさまざまな測定原理に焦点を当てています。

示されている例は、資格のある業界の同僚によって提供されたものであり、日常的に達成できる機器のパフォーマンスを代表するものであると考えられています。 2012 年の市場を代表する性能データを取得するために多大な努力が払われました。ただし、このガイドは、TSV 幾何計測の最先端技術を網羅的に調査したものではありません。

このガイドで説明されている TSV 測定は、TSV 直径が数マイクロメートルから数十、さらには数百マイクロメートルに及び、TSV 深さは 10 ～ 200 µm の範囲に及びます。

個々の機器の会社名、ブランド名、および商標は、このガイドには含まれていません。

SEMI 3D1 — スルーシリコン・バイ・メトロロジーの用語
SEMI M59 — シリコンテクノロジーの用語
SEMI MF1530 — 自動非接触スキャンによるシリコンウェーハの平坦度、厚さ、総厚さのばらつきを測定する試験方法

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