Metrologie Systeme Laser

Eigenspannungszustände sind „Fingerabdrücke“, die Einblick in die Entstehung oder den Einsatz eines Materials oder Bauelementes geben. Ihre Analyse ist erforderlich, um z. B. an Halbleitersubstraten und -bauelementstrukturen lokale Spannungszustände und Defekte zu identifizieren oder Fabrikationsprozesse anhand von Informationen über Spannungszustände und Defektverteilungen zu optimieren. Dies ermöglicht das System SIRD (Scanning InfraRed Depolarization) von Metrology & Plasma Solutions, das absolut berührungslos und zerstörungsfrei arbeitet.

SIRD ist ein Polariskop, das Spannungen - in für die Untersuchungswellenlänge transparenten Materialien ( z.B. Silizium) – sichtbar machen kann. Hierbei wird der Effekt der spannungsinduzierten Doppelbrechung genutzt:
Defekte und Materialinhomogenitäten werden häufig von Spannungsfeldern begleitet, deren räumliche Ausdehnung um ein Vielfaches größer ist als die der Ursache selbst. Wird ein Material Scherspannungen ausgesetzt, so wird sein Brechungsindex anisotrop und das Material doppelbrechend. Einfallendes linear polarisiertes Licht (Laser) wird somit in Transmission oder Reflexion durch die Probe depolarisiert. Folglich sind die erhaltenen Depolarisationsmaps von SIRD als Scherspannungsverteilungen interpretierbar.

Intelligente Softwarelösungen helfen beim System SIRD dabei, die gewonnen Maps effizient in interpretierbare Ergebnisse umzuwandeln.

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Unsere Anlagen zur Analyse von Eigenspannungszuständen

  • SIRD Stressmessung

    SIRD (Scanning InfraRed Depolarization) System ist ein so genanntes Transmissions-Dunkelfeld-Polariskop. Bei seiner Nutzung durchstrahlt ein fest positionierter, linear polarisierter Laserstrahl den zu untersuchenden Wafer. Ist dessen Kristallstruktur perfekt und spannungsfrei, ändert sich die Polarisation des Laserstahls nicht. Liegen aber Scherspannungen oder Defekte im Kristall vor, erfährt der Laserstrahl eine Depolarisation, die durch spannungsinduzierte Doppelbrechung verursacht wird.

    Die Funktion im Überblick:

    • Das SIRD arbeitet ähnlich wie ein Plattenspieler: der Wafer dreht sich auf einem Rotationstisch und wird diskontinuierlich oder kontinuierlich (spiral mode) in Radiusrichtung verschoben
    • Aufnahme der Daten nach einem voreingestellten Messrezept; Minimal- und Maximalradius sind jeweils frei wählbar
    • Die Messzeit wird durch die gewählte laterale Auflösung (≥50µm) und die Abtastgeschwindigkeit (max. ca. 1 cm2 s-1) bestimmt
    • Die wichtigsten Messergebnisse liegen als Maps von Depolarisation und Transmission vor

    SIRD arbeitet nach dem ARD (Alternating Retarder Depolarization) -Prinzip. Dies erlaubt die Diskriminierung von Depolarisationsanteilen, die nicht durch Doppelbrechung verursacht werden. Dadurch ist die Visualisierung selbst kleinster Spannungsdifferenzen (>100 Pa) möglich.

    SIRD Anwendnungsbeispiele:

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