EP1802939A1 - Elektrische ermittlung der dicke von halbleitermembranen durch energieeintrag - Google Patents

Elektrische ermittlung der dicke von halbleitermembranen durch energieeintrag

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EP1802939A1
EP1802939A1 EP05810074A EP05810074A EP1802939A1 EP 1802939 A1 EP1802939 A1 EP 1802939A1 EP 05810074 A EP05810074 A EP 05810074A EP 05810074 A EP05810074 A EP 05810074A EP 1802939 A1 EP1802939 A1 EP 1802939A1
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EP
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membrane
thickness
energy input
heating
electrical
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Withdrawn
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EP05810074A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Siegfried Hering
Gisbert Hoelzer
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X Fab Semiconductor Foundries GmbH
Original Assignee
X Fab Semiconductor Foundries GmbH
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Publication date
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/08—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
    • G01B21/085—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness using thermal means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for determining the thicknesses of semiconductor membranes.
  • components are often created which have membranes as sensor surfaces or cover, wherein the thickness of the membrane for the component behavior and / or further processing steps is an important parameter.
  • the behavior is critically dependent on the finally achieved thickness of the membrane.
  • a membrane thickness determination is therefore an important aspect for controlling the technological production processes and the specification-compliant function of a sensor.
  • the membrane thickness is determined both by destructive methods, e.g. Scanning electron microscopy of a perpendicular break through the membrane, as well as non-destructive methods, e.g. determined optical interferometric method. Thereafter, either the membrane is destroyed or the non-destructive measuring method has an insufficient measurement resolution, so that essential aspects can not be determined with the required accuracy.
  • a thermal energy input into the membrane for producing thermally trimmable resistors by a specific change in the electrical conductivity of special resistors on the membrane is known, cf. WO-A 2003/023794.
  • a thermal energy input in a membrane structure used to determine flow rates, wherein the cooling of the membrane is measured by a passing medium see. DE-A 197 10 559, DE-A 199 61 129.
  • the active principle of the membrane pressure sensors is based on mechanical energy input into the membrane.
  • the membrane is mechanically deformed and the pressure-dependent strain is usually detected capacitively, cf. EP-A 195 985, or piezoresistive, cf. WO-A 1998/031998, DE-A 197 01 055.
  • the invention is therefore based on the object to design a non-destructive method and a corresponding device so that thicknesses of semiconductor membranes with high accuracy and the least possible effort can be determined.
  • a parameter indicative of the thickness of a membrane in a microstructure can be determined by means of electrical measurements.
  • defined energy is coupled into the membrane and closed from the distribution / propagation of the energy to the membrane thickness by the changes in state of the membrane by measurements, for example, in one embodiment, the electrical conductivity are tracked by means located on the membrane measuring resistors.
  • the electrical conductivity changes due to the energy input, for example in the form of temperature and the mechanical strain of the membrane, both of which depend on the thickness of the membrane.
  • suitable reference data may be used to specify the thickness or at least one parameter value representative thereof.
  • the reference data can also be specified by other measuring methods, for example electron microscopy.
  • the invention thus relates to a method and an arrangement for determining the thicknesses of semiconductor membranes by means of electrical measurements.
  • energy is coupled into the membrane in advantageous embodiments for heating, and energy is distributed from the distribution / propagation of the energy to the membrane thickness by measuring the electrical conductivity of definedly applied electrical resistance measurement strips on time-dependent completion of the energy input.
  • the present invention has the advantages that with a very low overhead of preparation, the membrane thickness on semiconductor wafers and on individual finished sensors can be determined non-destructive, accurate and fast.
  • a method for determining the thickness of a membrane in microstructures comprising: applying at least a portion of the membrane with a defined energy input, obtaining an electrical signal from the membrane in response to the defined energy input, and Evaluating the signal obtained to determine at least one parameter representing the thickness of the membrane by means of reference data describing the dependence of the thickness on the defined energy input.
  • the change in state of a membrane caused by an energy input is utilized in order to close the thickness of the membrane by evaluating electrical signals obtained from the membrane. Since electrical signals can be evaluated easily and with great accuracy, thus results in an efficient and cost-effective method, with suitable reference data can also be generated in an efficient manner. For example, electron microscopy data from a few samples may be correlated with corresponding electrical parameters to provide an absolute measure of thickness. In other cases, suitable reference data may additionally or alternatively be obtained by model calculations.
  • applying at least one region of the membrane with a defined introduction of energy comprises heating at least the region of the membrane.
  • Heating is a proven method to produce temperature gradients and mechanical stresses that depend on the thickness and thus can be exploited to characterize them.
  • the heating of the region of the membrane is performed by electrical resistance heating elements.
  • the heating of the region of the membrane by laser radiation whereby the energy can be introduced in a very localized manner.
  • the signal is obtained after completion of the energy input and evaluated.
  • the signal is evaluated with regard to its temporal change after completion of the energy input.
  • the temporal change After completion of the energy input.
  • the electrical signal includes a reference signal obtained from an area adjacent to the applied area and substantially unaffected thereby.
  • a difference signal can be obtained, thus allowing a reduction of interference.
  • the microstructures are produced together on a support and the determination of the at least one parameter takes place before the singulation of the microstructures.
  • the obtained information about the membrane thickness can be used for the evaluation of previous process steps or for the control of subsequent process steps.
  • test fields are provided on the carrier, at which the at least one parameter is determined. This can be a efficient product and process monitoring can be realized without significant modifications to the actual products must be made.
  • the microstructures are produced together on a support, and the determination of the at least one parameter ensues after the singulation of the microstructures.
  • a determination of the thickness can also be made on the finished product, so that an increased degree of accuracy in the actual application is possible.
  • a method for the electrical determination of the membrane thickness by energy input is provided.
  • the area of the membrane is heated in a defined manner and membrane thickness-dependent changes in physical states of the membrane caused by the heat input are registered after completion of the heating in the temporal change via corresponding measuring elements which allow to measure the changes of the physical states in electrical units.
  • At least one measuring element is located on the membrane and at least one measuring element is located outside the membrane in the unheated area and the difference between the measured values of the measuring elements located at the different points is used to determine the membrane thickness.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a measuring arrangement consisting of a membrane 1 with a surrounding area as a section of a semiconductor wafer 10. Heat distribution and mechanical strain of the membrane are dependent on the membrane thickness "h" at a known heat output and are measured electrically via corresponding measuring strips.
  • the electrical energy is introduced into the semiconductor membrane 1 of a microstructure 10 through a large-area heater arrangement with the electrical resistance heating elements 4 on the membrane 1.
  • the electrical measuring resistor 2 arranged between the electrical resistance heating elements 4 and the non-heated edge region serve for the measurement the diaphragm arranged electrical measuring resistor 3 as part of an electrical bridge circuit, not shown.
  • the method is based in one embodiment on the evaluation of the resistance changes of the located on the heated membrane 1 measuring resistor 2 after a certain time, caused by changing the thickness-dependent mechanical strain and heat conduction in the membrane after the end of the energy input.
  • One embodiment relates to a measuring arrangement for the electrical determination of the membrane thickness by energy input, wherein means 4 are present on the membrane 1, which heat the area of the membrane 1 defined and at least one measuring element 2 on the membrane and at least one measuring element 3 in the non-heated area outside are the membrane 1, which allow indirectly to detect by means of electrical and thermal units caused by the heat input membrane thickness-dependent changes in time physical conditions of the membrane 1 and measuring devices, for example in the form of known Measuring devices are present, which determine the membrane thickness in comparison to the energy input from the changing difference of the measured values of the measuring elements 2, 3 located at the different points.
  • the device 4 for heating the membrane 1 of electrical resistance heating elements.
  • the device 4 for heating the membrane 1 consists of two electrical resistance heating elements, which are positioned symmetrically on both sides of the measuring element 2 on the membrane 1.
  • the measuring device measuring the difference between the measured values of the measuring elements 2 on the membrane 1 and outside the membrane 1 is a bridge circuit.
  • the heating and measuring elements formed on the semiconductor wafer are part of special test fields.
  • the heating and measuring elements formed on the semiconductor wafer are part of a finished sensor.
  • the heating and measuring elements formed on the semiconductor wafer together with the integrated measuring bridge circuit are part of special test fields.
  • the heating and measuring elements formed on the semiconductor wafer 10 together with the integrated measuring bridge circuit are part of the finished sensor.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Dicken von Halbleitermembranen (1) mittels elektrischer Messungen. Dabei wird definiert Energie in die Membran eingekoppelt und aus der Verteilung oder Ausbreitung der Energie auf die Membrandicke geschlossen. Eine Zustands-Veränderung der Membran wird durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit mittels auf der Membran befindlicher Messwiderstände (3) verfolgt. Die elektrische Leitfähigkeit verändert sich durch die Temperatur und die mechanische Verspannung der Membran, die beide von der Dicke der Membran abhängen.

Description

ELEKTRISCHE ERMITTLUNG DER DICKE VON HALBLEITERMEMBRANEN DURCH ENERGIEEINTRAG
Gebiet der Erfindung.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Ermittlung der Dicken von Halbleitermembranen .
Background.
Bei der Herstellung von Mikrostrukturen werden häufig Bauelemente geschaffen, die Membranen als Sensorflächen oder Abdeckung aufweisen, wobei die Dicke der Membran für das Bauteilverhalten und/oder weitere Verarbeitungsschritte ein wichtiger Parameter ist. Insbesondere für Sensorelemente, beispielsweise Drucksensoren, ist das Verhalten entscheidend von der schließlich erzielten Dicke der Membran abhängig.
Eine Membrandickenbestimmung ist daher zur Kontrolle der technologischen Herstellungsverfahren und der spezifikationsgerechten Funktion eines Sensors ein wichtiger Aspekt. Derzeit wird die Membrandicke sowohl über zerstörende Verfahren, z.B. Rasterelektronen-Mikroskopie eines senkrechten Bruches durch die Membran, als auch nicht zerstörende Verfahren, z.B. optische, interferometrische Verfahren ermittelt. Danach ist entweder die Membran zerstört bzw. das nicht zerstörende Messverfahren hat eine nicht ausreichende Messauflösung, so dass wesentliche Aspekte nicht mit der erforderlichen Genauigkeit bestimmt werden können.
Auf dem Gebiet der Sensorfertigung sind viele Verfahren bekannt, um Sensormembranen durch entsprechende Behandlungen in ihren Eigenschaften in gewünschterWeise zu verändern.
Bekannt ist beispielsweise ein thermischer Energieeintrag in die Membran zur Herstellung thermisch trimmbarer Widerstände durch eine gezielte Änderung der elektrischen Leitfähigkeit spezieller Widerstände auf der Membran, vgl. WO-A 2003/023794.
Auch sind Verfahren bekannt, Membranflächen während der Anwendung mit thermischer Energie zu beaufschlagen. So wird z.B. ein thermischer Energieeintrag in eine Membranstruktur zur Bestimmung von Durchflussmengen benutzt, wobei die Abkühlung der Membran durch ein vorbei fließendes Medium gemessen wird, vgl. DE-A 197 10 559, DE-A 199 61 129.
Bekannt ist auch einen thermischen Energieeintrag in eine Membran auszunutzen, um diese definiert aufzuheizen und damit chemische Reaktionen zum Nachweis bestimmter Substanzen zu aktivieren - ein Prinzip, das zum Beispiel bei Gassensoren verwendet wird, vgl. DE-B 199 58 311. Ziel des Energieeintrages ist hierbei das Erreichen einer definierten Reaktionstemperatur auf der Membran.
Auf mechanischem Energieeintrag in die Membran beruht das Wirkprinzip der Membrandrucksensoren. Die Membran wird mechanisch deformiert und es wird die druckabhängige Verspannung üblicherweise kapazitiv nachgewiesen, vgl. EP-A 195 985, oder piezoresistiv, vgl. WO-A 1998/031998, DE-A 197 01 055. Ziel des Energieeintrages die Umwandlung mechanischer in elektrische Energie über eine definierte Verspannung der Membrane zur Messung des anliegenden Drucks.
Obwohl es somit zahlreiche Arten der Behandlung von Sensormembranen während der eigentlichen Anwendung oder auch der Fertigung gibt, ist eine effiziente und genaue Bestimmung der Membrandicke unter Anwendung zerstörungsfreier Techniken derzeit nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zerstörungsfreies Verfahren und eine dementsprechende Vorrichtung so zu gestalten, dass Dicken von Halbleitermembranen mit hoher Genauigkeit und möglichst geringem Aufwand bestimmt werden können.
Summary.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren bereitgestellt, in welchem mittels elektrischer Messungen ein für die Dicke einer Membran in einer Mikrostruktur kennzeichnender Parameter bestimmt werden kann. Dabei wird definiert Energie in die Membran eingekoppelt und aus der Verteilung / Ausbreitung der Energie auf die Membrandicke geschlossen, indem die Zustandsveränderungen der Membran durch Messungen, beispielsweise in einer Ausführungsform, der elektrischen Leitfähigkeit mittels auf der Membran befindlicher Messwiderstände verfolgt werden. Die elektrische Leitfähigkeit verändert sich durch den Energieeintrag, beispielsweise in Form der Temperatur und der mechanischen Verspannung der Membran, die beide von der Dicke der Membran abhängen. Beispielsweise können geeignete Referenzdaten verwendet werden, um die Dicke oder mindestens einen dafür repräsentativen Parameterwert zu spezifizieren. Die Referenzdaten können auch durch andere Messverfahren, beispielsweise Elektronenmikroskopie, präzisiert werden.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren und eine Anordnung zur Ermittlung der Dicken von Halbleitermembranen mittels elektrischer Messungen. Dabei wird in vorteilhaften Ausführungsformen zur Erwärmung definiert Energie in die Membran eingekoppelt und aus der Verteilung / Ausbreitung der Energie auf die Membrandicke geschlossen, indem die elektrische Leitfähigkeit von definiert aufgebrachten elektrischen Widerstands- Messstreifen nach Beendigung des Energieeintrags zeitabhängig vermessen wird.
Die vorliegende Erfindung weist die Vorteile auf, dass bei einem sehr geringen Mehraufwand an Präparation die Membrandicke auf Halbleiterscheiben und auf einzelnen fertigen Sensoren zerstörungsfrei, genau und schnell bestimmt werden kann.
In einem Aspekt der Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Bestimmung der Dicke einer Membran in Mikrostrukturen bereit gestellt, wobei das Verfahren umfasst: Beaufschlagen zumindest eines Bereichs der Membran mit einem definierten Energieeintrag, Erhalten eines elektrischen Signals von der Membran in Reaktion auf den definierten Energieeintrag und Auswerten des erhaltenen Signals zur Bestimmung mindestens eines die Dicke der Membran repräsentierenden Parameters mittels Referenzdaten, die die Abhängigkeit der Dicke von dem definierten Energieeintrag beschreiben.
Wie zuvor dargelegt ist, wird erfindungsgemäß die durch einen Energieeintrag hervorgerufene Zustandsänderung einer Membran ausgenutzt, um auf die Dicke der Membran zu schließen, indem von der Membran gewonnene elektrische Signale ausgewertet werden. Da elektrische Signale einfach und mit großer Genauigkeit ausgewertet werden können, ergibt sich somit ein effizientes und kostengünstiges Verfahren, wobei geeignete Referenzdaten ebenfalls in effizienter Weise erzeugt werden können. Beispielsweise können Daten aus der Elektronenmikroskopie einiger weniger Proben mit entsprechenden elektrischen Parametern in Beziehung gesetzt werden, um damit ein absolutes Maß für die Dicke erhalten zu können. In anderen Fällen können geeignete Referenzdaten zusätzlich oder alternativ durch Modellrechnungen erhalten werden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst Beaufschlagen zumindest eines Bereichs der Membran mit einem definierten Energieeintrag Aufheizen zumindest des Bereichs der Membran.
Das Aufheizen ist bewährtes Verfahren, um Temperaturgradienten und mechanische Verspannungen zu erzeugen, die von der Dicke abhängen und somit zur Charakterisierung derselben ausgenutzt werden können.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Aufheizung des Bereichs der Membran durch elektrische Widerstandsheizelemente vorgenommen.
Daraus resultiert ein einfacher Aufbau einer entsprechenden Struktur.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Aufheizung des Bereichs der Membran durch Laserstrahlung, wodurch sich die Energie in sehr lokalisierter Weise einbringen lässt.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Signal nach Abschluss des Energieeintrags erhalten und ausgewertet.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Signal im Hinblick auf seine zeitliche Änderung nach Abschluss des Energieeintrags ausgewertet. Damit steht mehr Information zur Verfügung, da z.B. auch das zeitliche Abklingen der Temperaturerhöhung verwendet werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das elektrische Signal ein Referenzsignal, das von einem zu dem beaufschlagten Bereich benachbarten und davon im wesentlichen nicht beeinflussten Gebiet erhalten wird. Damit kann ein Differenzsignal gewonnen werden, das somit eine Reduzierung von Störeinflüssen ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Mikrostrukturen gemeinsam auf einem Träger hergestellt und die Bestimmung des mindestens einen Parameters erfolgt vor dem Vereinzeln der Mikrostrukturen. Damit kann die erhaltene Information über die Membrandicke für die Bewertung vorangegangener Prozessschritte oder für die Steuerung nachfolgender Prozessschritte verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden spezielle Testfelder auf dem Träger vorgesehen, an denen der mindestens eine Parameter bestimmt wird. Damit kann eine effiziente Produkt- und Prozessüberwachung realisiert werden, ohne dass wesentliche Modifizierungen an den eigentlichen Produkten vorgenommen werden müssen.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Mikrostrukturen gemeinsam auf einem Träger hergestellt und die Bestimmung des mindestens einen Parameters erfolgt nach dem Vereinzeln der Mikrostrukturen. Somit kann auch an dem fertigen Produkt eine Bestimmung der Dicke erfolgen, so dass ein erhöhtes Maß an Genauigkeit bei der eigentlichen Anwendung möglich ist.
In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur elektrischen Ermittlung der Membrandicke durch Energieeintrag bereitgestellt. Das Gebiet der Membran wird definiert aufgeheizt und es werden membrandickenabhängige durch den Wärmeeintrag bedingte Änderungen physikalischer Zustände der Membran nach Abschluss der Erwärmung in der zeitlichen Änderung über entsprechende Messelemente, welche die Änderungen der physikalischen Zustände in elektrischen Einheiten zu messen gestatten, registriert. Mindestens ein Messelement befindet sich auf der Membran und mindestens ein Messelement befindet sich im nicht aufgeheizten Gebiet außerhalb der Membran und die Differenz der Messwerte der an den unterschiedlichen Stellen befindlichen Messelemente wird zur Ermittlung der Membrandicke herangezogen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Anprüchen sowie in der folgenden detaillierten Beschreibung angegeben.
Übersicht Zeichnung.
Die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert und ergänzt.
Figur 1 ist schematisch eine Messanordnung, bestehend aus einer Membran 1 mit einem Umgebungsbereich als Ausschnitt einer Halbleiterscheibe 10. Wärmeverteilung und mechanische Verspannung der Membran sind bei bekannter Heizleistung von der Membrandicke "h" abhängig und werden über entsprechende Messstreifen elektrisch gemessen.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen (Embodiments).
In Figur 1 erfolgt der Eintrag der elektrische Energie in die Halbleitermembran 1 einer Mikrostruktur 10 durch eine großflächige Heizeranordnung mit den elektrischen Widerstandsheizelementen 4 auf der Membran 1. Zur Messung dienen einerseits der zwischen den elektrischen Widerstandsheizelementen 4 angeordnete elektrische Messwiderstand 2 und der im nicht erhitzten Randbereich der Membran angeordnete elektrische Messwiderstand 3 als Bestandteil einer nicht dargestellten elektrischen Brückenschaltung.
Das Verfahren beruht in einer Ausführungsform auf der Auswertung der Widerstands- Änderungen des auf der erwärmten Membran 1 befindlichen Messwiderstandes 2 nach einer bestimmten Zeit, bedingt durch Veränderung der dickenabhängigen mechanischen Verspannung und Wärmeleitung in der Membran nach dem Ende des Energieeintrages.
Eine Ausführungsform betrifft eine Messanordnung zur elektrischen Ermittlung der Membrandicke durch Energieeintrag, wobei auf der Membran 1 Einrichtungen 4 vorhanden sind, die das Gebiet der Membran 1 definiert aufheizen und sich mindestens ein Messelement 2 auf der Membran und mindestens ein Messelement 3 im nicht aufgeheizten Gebiet außerhalb der Membran 1 befinden, welche die durch und nach dem Wärmeeintrag bedingten membrandickenabhängigen zeitlichen Änderungen physikalischer Zustände der Membran 1 indirekt über elektrische Einheiten messend zu erfassen gestatten und Messeinrichtungen, beispielsweise in Form bekannter Messeinrichtungen, vorhanden sind, die aus der sich ändernden Differenz der Messwerte der an den unterschiedlichen Stellen befindlichen Messelemente 2, 3 im Vergleich zum Energieeintrag die Membrandicke ermitteln.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die Einrichtung 4 zur Aufheizung der Membran 1 aus elektrischen Widerstandsheizelementen.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die Einrichtung 4 zur Aufheizung der Membran 1 aus zwei elektrischen Widerstandsheizelementen besteht, die symmetrisch zu beiden Seiten des Messelementes 2 auf der Membran 1 positioniert sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist die die Differenz der Messwerte der Messelemente 2 auf der Membran 1 und außerhalb der Membran 1 erfassende Messeinrichtung eine Brückenschaltung.
In einer weiteren Ausführungsform sind die auf der Halbleiterscheibe ausgebildeten Heiz- und Messelemente Bestandteil spezieller Testfelder.
In einer weiteren Ausführungsform sind die auf der Halbleiterscheibe ausgebildeten Heiz- und Messelemente Bestandteil eines fertigen Sensors.
In einer weiteren Ausführungsform sind die auf der Halbleiterscheibe ausgebildeten Heiz- und Messelemente zusammen mit der integrierten Messbrückenschaltung Bestandteil spezieller Testfelder.
In einer weiteren Ausführungsform sind die auf der Halbleiterscheibe 10 ausgebildeten Heiz- und Messelemente zusammen mit der integrierten Messbrückenschaltung Bestandteil des fertigen Sensors.
Bezugszeichen
1 Membran als Bestandteil eines Halbleiterkörpers 10
2 elektrischer Messwiderstand
3 elektrischer Vergleichsmesswiderstand
4 elektrisches Widerstandsheizelement h Membrandicke

Claims

Ansprüche:
1. Verfahren zur Bestimmung einer Dicke von einer Membran in einer Mikrostruktur, mit einem Beaufschlagen zumindest eines Bereichs der Membran (1) mit einem definierten oder vorgegeben dosierten Energieeintrag einer ersten Größe, einem Erhalten eines elektrischen Signals von der Membran in Reaktion oder Antwort auf den gegebenen Energieeintrag; einem Auswerten des erhaltenen Signals zur Bestimmung mindestens eines die Dicke der Membran repräsentierenden Parameters über Referenzdaten, welche die Abhängigkeit der Dicke von dem gegebenen Energieeintrag beschreibt oder abbildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Beaufschlagen zumindest eines Bereichs der Membran (1) mit dem definierten Energieeintrag ein Aufheizen zumindest des Bereichs der Membran umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Aufheizung des Bereichs der Membran durch elektrische Widerstandsheizelemente vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Mikrostrukturen gemeinsam auf einem Träger hergestellt werden und die Bestimmung des mindestens einen Parameters nach dem Vereinzeln der Mikrostrukturen erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Aufheizung des Bereichs der Membran durch Laserstrahlung erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Signal nach Abschluss des Energieeintrags erhalten und ausgewertet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Signal im Hinblick auf seine zeitliche Änderung nach Abschluss des Energieeintrags ausgewertet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das elektrische Signal ein Referenzsignal beinhaltet, das von einem zu dem beaufschlagten Bereich benachbarten und davon im wesentlichen nicht beeinflussten Gebiet erhalten wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Mikrostrukturen gemeinsam auf einem Träger hergestellt werden und die Bestimmung des mindestens einen Parameters vor einem Vereinzeln der Mikrostrukturen erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei spezielle Testfelder auf dem Träger vorgesehen werden, an denen der mindestens eine Parameter bestimmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der Energieeintrag die Beaufschlagung mit mechanischer Energie umfasst.
12. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die sich ändernden physikalischen Zustände eine elastische mechanische Spannung eine Temperatur sind und zur Erfassung von zugehörigen zeitlichen Änderungen elektrische Widerstandsstreifen als Messelemente dienen.
13. Verfahren zur elektrischen Ermittlung einer Membrandicke durch eine Energieeintrag, wobei ein Gebiet der Membran (1) definiert aufgeheizt wird und membrandicken- abhängige - durch den Energie- oder Wärmeeintrag bedingte - Änderungen physikalischer Zustände der Membran nach einem Abschluss der Erwärmung als Energie- oder Wärmeeintrag in der zeitlichen Änderung über die Änderung erfassende Messelemente (2), welche die Änderungen der physikalischen Zustände in elektrischen Signalen oder Einheiten zu messen gestatten, registriert oder erfasst werden; sich mindestens ein Messelement (2) auf der Membran und mindestens ein Messelement (3) in einem nicht aufgeheizten Gebiet, außerhalb der Membran (1) befindet und die Differenz der Messwerte der an den zumindest zwei Stellen angebrachten Messelemente (2,3) zur Ermittlung der Membrandicke (h) herangezogen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die durch den Wärmeeintrag sich ändernden physikalischen Zustände die elastische mechanische Spannung und die Temperatur sind und zur Erfassung der zeitlichen Änderungen als Messelemente elektrische Widerstandsstreifen dienen.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Aufheizung des Membrangebietes durch elektrische Widerstandsheizelemente vorgenommen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Membrangebiet durch Laserstrahlung erwärmt wird.
EP05810074A 2004-10-21 2005-10-20 Elektrische ermittlung der dicke von halbleitermembranen durch energieeintrag Withdrawn EP1802939A1 (de)

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