[發(fā)明專(zhuān)利]一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810945805.1
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109238523B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁冰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都振芯科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/22
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/22;G01L5/00
• 代理公司: 成都金英專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，包括：敏感結(jié)構(gòu)、壓阻條和錨點(diǎn)，所述敏感結(jié)構(gòu)由一個(gè)中心平板和從中心平板四周向外延伸的四個(gè)梁形臂構(gòu)成，所述每個(gè)梁形臂上都設(shè)有所述壓阻條，所述梁形臂與晶圓襯底或待測(cè)表面連接，所述四個(gè)壓阻條連接構(gòu)成應(yīng)力測(cè)量電橋；所述錨點(diǎn)設(shè)置在梁形臂的末端，所述錨點(diǎn)與晶圓襯底或待測(cè)表面相連，所述錨點(diǎn)將所述敏感結(jié)構(gòu)懸空，以便使應(yīng)力集中增加高應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力；所述壓阻條設(shè)置于梁形臂上的高應(yīng)力區(qū)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述中心平板為方形平板，所述梁形臂位于方形平板各個(gè)邊的中央。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述相鄰兩個(gè)梁形臂上的壓阻條連接成為電橋的鄰臂，不相鄰兩個(gè)梁形臂上的壓阻條成為電橋的對(duì)臂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述壓阻條為壓敏電阻。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述電橋?yàn)槿珮蚧虬霕颉?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述電橋?yàn)楹銐涸措姌蚧蚝懔髟措姌颉?/p>

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述電橋的一組對(duì)臂配置成感應(yīng)橫向應(yīng)力，另一組對(duì)臂則配置成感應(yīng)縱向應(yīng)力。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述電橋四個(gè)臂上的壓阻條的初始阻值相同。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述的中心平板上設(shè)置有減薄區(qū)域，所述減薄區(qū)域用于降低敏感結(jié)構(gòu)整體的剛度，提高壓阻條附近的應(yīng)力，從而提高輸出信號(hào)的幅度。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述敏感結(jié)構(gòu)采用敏感膜質(zhì)材料制成。

11.如權(quán)利要求1-10任意一項(xiàng)所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置用于測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：連接晶圓襯底或待測(cè)表面，將所述測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置的錨點(diǎn)與晶圓襯底或待測(cè)表面相連；

S2：配置測(cè)量電橋，包括以下子步驟：

將所述測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的裝置的相鄰兩個(gè)梁形臂上的壓阻條連接成為電橋的鄰臂，不相鄰兩個(gè)梁形臂上的壓阻條成為電橋的對(duì)臂；

選擇電橋類(lèi)型，配置橋臂感應(yīng)應(yīng)力的方向；

S3：測(cè)量，首先測(cè)量電橋輸出電壓或電流，然后將此電壓或電流轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的晶圓殘余應(yīng)力。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，所述電橋類(lèi)型為恒壓驅(qū)動(dòng)惠思頓全橋，所述電橋的一組對(duì)臂配置成感應(yīng)橫向應(yīng)力，另一組對(duì)臂則配置成感應(yīng)縱向應(yīng)力，電橋四個(gè)橋臂設(shè)置成相同的阻值，則電橋輸出電壓為：V₀＝(δR/R)×V_i，其中，R1＝R2＝R3＝R4＝R，R1和R4阻值因環(huán)境影響減少δR，R2和R3因環(huán)境影響增加δR。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種測(cè)量晶圓殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，所述電橋?yàn)楹懔黩?qū)動(dòng)惠思頓全橋，所述電橋的一組對(duì)臂配置成感應(yīng)橫向應(yīng)力，另一組對(duì)臂則配置成感應(yīng)縱向應(yīng)力，電橋四個(gè)橋臂設(shè)置成相同的阻值，則電橋輸出電壓為：V₀＝δR×I_i，其中，R1＝R2＝R3＝R4＝R，R1和R4阻值因環(huán)境影響減少δR，R2和R3因環(huán)境影響增加δR。