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Optische Messung der Passivierungsschichtdicke

IP.com Disclosure Number: IPCOM000030131D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 8 (2004-08-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Aug-25
Document File: 1 page(s) / 41K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Die richtige Passivierungsschichtdicke bei Wafern (Siliziumscheiben zur Herstellung von Computerchips) ist entscheidend, um das Produkt vor Ausseneinfluessen zu schuetzen und damit seine Zuverlaessigkeit sicher zu stellen. Derzeit kann eine Abweichung der Passivierungsschichtdicke weder durch die PCM-Messung (Parameter Control Monitoring Messung) noch durch die darauf folgenden elektrischen Messungen entdeckt werden. Da die Abweichung aber unter Umstaenden nur auf einzelnen Wafern auftreten kann, ist eine vollstaendige Kontrolle der Lose notwendig. Da jede Siliziumscheibe PCM gemessen wird, kann die Messung der Schichtdicke ebenfalls zu diesem Zeitpunkt erfolgen. Wegen der geringen Schichtdicke und des daraus resultierenden Interferenzverhaltens wird eine optische Messmethode angewendet, bei der ein physikalisches Phaenomen ausgenutzt wird. Die unterschiedlichen Passivierungsschichtdicken absorbieren Farben im sichtbaren Bereich des Lichtes unterschiedlich. Der Vergleich der Rueckreflexion von rotem und gruenem Licht dient als Messsignal, um Abweichungen der Schichtdicke zu erkennen. Wegen des Einflusses der Anordnung der Chips auf der Scheibe (analog einem Uebergitter) und auch der Struktur innerhalb der Chips erweist sich eine geometrisch hochintegrierte Aufnahme des reflektierten Lichtes als sinnvoll. Das Verfahren ist eine Relativmessung. Die beiden Parameter „reflektiertes rotes Signal (rrS)“ und „reflektiertes gruenes Signal (rgS)“ werden relativ zueinander betrachtet (rrS/rgS). Daraus kann auf eine Abweichung der Passivierungsschichtdicke geschlossen werden. Als Lichtquelle koennen LEDs (Light Emitting Diode) dienen mit einer geringen Bandbreite (+/- 15 nm) und den Wellenlaengen 625 nm (rot) und 588 nm (gruen). Als Detektor koennen Siliziumsolarzellen mit Flaechen im Bereich von 1-4 cm2 verwendet werden. Die in Abbildung 1 gezeigte Anordnung erfuellt zudem die Voraussetzung, auf der Unterseite einer PCM-Nadelkarte angebracht zu werden.

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S

© SIEMENS AG 2004 file: ifx_2004J52543.doc page: 1

Optische Messung der Passivierungsschichtdicke

Idee: Dr. Gerhard Poeppel, DE-Regensburg; Erhard Sixt, DE-Regensburg

Die richtige Passivierungsschichtdicke bei Wafern (Siliziumscheiben zur Herstellung von Computerchips) ist entscheidend, um das Produkt vor Ausseneinfluessen zu schuetzen und damit seine Zuverlaessigkeit sicher zu stellen. Derzeit kann eine Abweichung der Passivierungsschichtdicke weder durch die PCM-Messung (Parameter Control Monitoring Messung) noch durch die darauf folgenden elektrischen Messungen entdeckt werden. Da die Abweichung aber unter Umstaenden nur auf einzelnen Wafern auftreten kann, ist eine vollstaendige Kontrolle der Lose notwendig.

Da jede Siliziumscheibe PCM gemessen wird, kann die Messung der Schichtdicke ebenfalls zu diesem Zeitpunkt erfolgen. Wegen der geringen Schichtdicke und des daraus resultierenden Interferenzverhaltens wird eine optische Messmethode angewendet, bei der ein physikalisches Phaenomen ausgenutzt wird. Die unterschiedlichen Passivierungsschichtdicken absorbieren Farben im sichtbaren Bereich des Lichtes unterschiedlich. Der Vergleich der Rueckreflexion von rotem und gruenem Licht dient als Messsignal, um Abweichungen der Schichtdicke zu erkennen. Wegen des Einflusses der Anordnung der Chips auf der Scheibe (analog einem Uebergitter) und auch der Struktur innerhalb der Chips erweist sich eine geometrisch hochintegrierte Aufnahme des reflektierten Lichtes als si...