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FRT: Hybride Messtechnik zur Bestimmung von nicht zugänglichen Parametern

  • FRT: Hybride Messtechnik zur Bestimmung von nicht zugänglichen Parametern

Halbleiter, MST/MEMS/Nano, Saphir/LED und viele weitere Anwendungen - die Nachfrage nach 3D-Oberflächenmessgeräten ist enorm und wächst durch neue Technologien und Anwendungen stetig. Die Komponenten und Messaufgaben werden immer komplexer, so dass bestimmte Messaufgaben oft nicht von einem Sensor allein gelöst werden können, da die gewünschten Parameter nicht direkt zugänglich sind. Mehrere unterschiedliche Sensorkonfigurationen können helfen, alle relevanten Probeneigenschaften zu messen, die eine Lösung der Aufgabe verlangt. Je nach Aufgabenstellung können dies Messungen mit unterschiedlichen Topographie- und (Schicht-)Dickensensoren sowie unterschiedliche Auswertungen der Einzelergebnisse sein. Um zum gewünschten Ausgabewert zu gelangen, müssen die einzelnen Ergebnisse kombiniert werden, um das gewünschte Endergebnis zu erlangen. Dieser Ansatz wird als "Hybride Messtechnik" bezeichnet.

 

 

Aufgrund des von FRT verfolgten Multi-Sensor Konzepts können die 3D Oberflächenmessgeräte der bewährten MicroProf® Serie, sowohl mit Punkt- und Flächensensoren zur Topographiemessung, als auch mit Schichtdickensensoren ausgestattet werden. Dadurch bietet sich die Möglichkeit mit unterschiedlichen Sensoren eine Messaufgabe zu lösen, indem jeder Sensor eine Messung durchführt und die verschiedenen Ergebnisse kombiniert werden.

Der entscheidende Schritt ist, dass das Messgerät bzw. das benutzte Rezept, die komplette Messaufgabe kennt und vollständig umsetzt. D.h., nicht nur die Messungen mit allen notwendigen Sensoren werden automatisiert erledigt, sondern die Software nimmt auch die unterschiedlichen Messergebnisse auf und errechnet daraus die gewollten Parameter.

Die FRT-Software Acquire Automation XT ermöglicht es, die Ergebnisse verschiedener Messungen bzw. Auswertungen in einer nachgelagerten Hybridanalyse zu kombinieren, wobei die zuvor gemessenen Einzelwerte zur Berechnung neuer Ergebnisparameter verwendet werden. Das hybride Analysetool ist sehr flexibel ausgelegt. Neben grundlegenden Berechnungsfunktionen wie Subtraktion oder Multiplikation sind auch komplexe arithmetische Operationen möglich. Die Einstellung der Hybridanalyse erfolgt einfach in einem eigenen Dialog, in dem alle Eingabewerte und der/die Ausgabewert(e) mit der/den spezifischen Berechnungsformel(en) definiert werden. Einmal eingerichtet, kann die Hybridanalyse in einem vollautomatischen Messprozess eingesetzt werden.

Das vorliegende Schichtsystem befindet sich auf einem Wafer (undurchsichtiges Siliciumsubstrat), darüber liegt eine transparente Oxidschicht und in einem begrenzten Bereich zusätzlich eine undurchsichtige Kupferschicht. Misst man mit einem optischen Topographiesensor die Stufenhöhe der Kupferschicht so misst man in Wahrheit die gemeinsame Stufenhöhe der undurchsichtigen Kupferschicht und der transparenten Oxidschicht. Um die Dicke der Kupferschicht zu bestimmen, misst man deswegen mit einem Topographiesensor zunächst die Dicke der Kupferschicht inklusive der transparenten Oxidschicht. Des Weiteren misst man mit einem Schichtdickensensor separat die Dicke der transparenten Oxidschicht. Durch Subtraktion der Oxiddicke von der zuvor ermittelten Gesamtdicke erhält man die gewünschte Stufenhöhe der Kupferschicht.

Weiterführende Links

www.frtmetrology.com

Foto: FRT