[發(fā)明專利]一種磷硅玻璃和多晶硅厚度的在線同步測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210177975.2
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102701146A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉海韻;黃慶安;周再發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: B81C99/00
• 分類號: B81C99/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了一種微機電器件幾何學(xué)參數(shù)的測試裝置，具體來說，涉及一種磷硅玻璃和多晶硅厚度的在線同步測試裝置。

背景技術(shù)

微機電器件的幾何學(xué)參數(shù)是器件最基礎(chǔ)的參數(shù)，通過在線測量幾何學(xué)參數(shù)，可以獲得器件的形貌尺寸，并實時監(jiān)測制作工藝的工藝誤差。多晶硅是制造微機電器件結(jié)構(gòu)重要的和基本的材料，通常通過化學(xué)氣相淀積（CVD）方法制造得到，并由光刻工藝形成需要的圖形。磷硅玻璃（PSG）是重要的犧牲層材料，在制作可動結(jié)構(gòu)時，PSG層的厚度用于定義可動結(jié)構(gòu)的縱向移動范圍。因此，在制造過程中結(jié)構(gòu)材料和犧牲層材料往往是直接相疊，這些材料的厚度參數(shù)對于微機電器件結(jié)構(gòu)非常重要。微機電產(chǎn)品的制造廠商希望能夠在工藝線內(nèi)通過通用的測量儀器進行在線測試，及時地反映工藝對幾何參數(shù)的影響，因此，不離開加工環(huán)境并采用通用設(shè)備進行的在線測試成為工藝監(jiān)控的必要手段。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明提供了一種磷硅玻璃和多晶硅厚度的在線同步測試裝置，該在線同步測試裝置利用多晶硅爬越由磷硅玻璃制造的多個臺階，通過對三組五個多晶硅電阻的測試，進而實現(xiàn)磷硅玻璃和多晶硅厚度的測試。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種磷硅玻璃和多晶硅厚度的在線同步測試裝置，該測試裝置包括絕緣襯底、以及固定于絕緣襯底頂面的第一測試單元、第二測試單元和第三測試單元三個測試單元，其中，

每個測試單元包括磷硅玻璃層和四探針多晶硅電阻測試橋，四探針多晶硅電阻測試橋包括一根多晶硅電阻條和連接在多晶硅電阻條上的四個測試電極；每個測試電極中固定一金屬塊；磷硅玻璃層固定于絕緣襯底頂面；磷硅玻璃層被刻蝕成相互平行的凹槽，在凹槽間形成臺階；多晶硅電阻條覆蓋在磷硅玻璃層上，且多晶硅電阻條爬越磷硅玻璃層上的臺階；

所述的第一測試單元中，四探針多晶硅電阻測試橋的數(shù)量為一個，多晶硅電阻條與笛卡爾坐標系的X軸方向平行，且四探針多晶硅電阻測試橋中的測試電極位于磷硅玻璃層上的臺階的兩側(cè)；

所述的第二測試單元中，四探針多晶硅電阻測試橋的數(shù)量為兩個，兩個四探針多晶硅電阻測試橋共用兩個測試電極，其中，一個四探針多晶硅電阻測試橋中的多晶硅電阻條爬越磷硅玻璃層上的臺階，另一個四探針多晶硅電阻測試橋中的多晶硅電阻條為平面；多晶硅電阻條呈傾斜布置，且與笛卡爾坐標系的X軸之間形成β₁夾角，β₁大于0度小于90度；

所述的第三測試單元中，四探針多晶硅電阻測試橋的數(shù)量為兩個，兩個四探針多晶硅電阻測試橋共用兩個測試電極，其中，一個四探針多晶硅電阻測試橋中的多晶硅電阻條爬越磷硅玻璃層上的臺階，另一個四探針多晶硅電阻測試橋中的多晶硅電阻條為平面；多晶硅電阻條呈傾斜布置，且與笛卡爾坐標系的X軸之間形成β₂夾角，β₂大于0度小于90度，且β₂與β₁不相等。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是可以實現(xiàn)對磷硅玻璃和多晶硅厚度的在線同步測試。本技術(shù)方案中，在絕緣襯底的頂面固定的第一測試單元、第二測試單元和第三測試單元三個測試單元。每個測試單元包括磷硅玻璃層和四探針多晶硅電阻測試橋，磷硅玻璃層被刻蝕成相互平行的凹槽，在凹槽間形成臺階；且多晶硅電阻條爬越磷硅玻璃層上的臺階。第一測試單元中，多晶硅電阻條與笛卡爾坐標系的X軸方向平行。第二測試單元和第三測試單元中，分別有兩個四探針多晶硅電阻測試橋重疊設(shè)置，其中，一個四探針多晶硅電阻測試橋中的多晶硅電阻條爬越磷硅玻璃層上的臺階，另一個四探針多晶硅電阻測試橋中的多晶硅電阻條為平面。第二測試單元中的多晶硅電阻條與笛卡爾坐標系的X軸之間形成β₁夾角。第三測試單元中的多晶硅電阻條與笛卡爾坐標系的X軸之間形成β₂夾角，且β₂與β₁不相等。采用四探針法，通過對三組五個四探針多晶硅電阻測試橋的測試，結(jié)合多晶硅電阻條與笛卡爾坐標系中的x軸的夾角，可得到磷硅玻璃和多晶硅厚度。測試設(shè)備要求低，普通的電流源和數(shù)字電壓表就可完成測試，測試過程及測試參數(shù)值穩(wěn)定。加工過程與微機電器件同步，沒有特殊加工要求。由電學(xué)激勵和電學(xué)測量來提取參數(shù)，完全符合在線測試的要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中第一測試單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的A-A剖面圖。

圖3是本發(fā)明中單個臺階放大后的剖面圖。