09.04.2019

Wir schaffen das: Nicht direkt messbare Parameter ermitteln mit hybrider Metrologie!

Die Bauteile und Messaufgaben in der 3D-Oberflächenmesstechnik werden immer komplexer. Bestimmte Messaufgaben können nicht mehr von einem Sensor alleine gelöst werden. In diesen Fällen kann die hybride Metrologie glänzen.

Wie das Wort Hybrid („Mischling“) schon im Ursprung impliziert werden hierbei Messwerte aus unterschiedlichen Messungen „gemischt“ um neue Informationen zu erhalten, die auf dem direkten Weg so nicht zu messen sind. Solch komplexe Anwendungen sind häufig in der Waferbearbeitung oder bei komplexen Beschichtungen zu finden.

Doch wie funktioniert jetzt die Hybrid-Metrologie?

Moderne 3D-Oberflächenmessgeräte können mehrere Messprinzipien durch unterschiedliche Punkt-, Linien-, Flächen-, und Schichtdickensensoren in einem Gerät vereinen. Dadurch bietet sich die Möglichkeit mit unterschiedlichen Sensoren eine Messaufgabe zu lösen, indem jeder Sensor eine Messung durchführt. Die verschiedenen Ergebnisse werden dann miteinander verrechnet

Das Messgerät und das verwendete Rezept muss die komplette Messaufgabe kennen und vollständig umsetzen. D.h. nicht nur die Messungen mit allen notwendigen Sensoren werden automatisiert erledigt, sondern die Software nimmt auch die unterschiedlichen Messergebnisse auf und errechnet daraus die gewollten Parameter. Ein Beispiel für eine Anwendung der Hybrid-Metrologie ist hier exemplarisch dargestellt.

Beispiel: Bestimmung der undurchsichtigen Kupferschicht

Das vorliegende Schichtsystem befindet sich auf einem Wafer und besteht aus einem undurchsichtigen Siliziumsubstrat, einer darüber liegenden transparenten Oxidschicht und in einem begrenzten Bereich darüber liegender undurchsichtigen Kupferschicht. Um die Dicke der Kupferschicht zu bestimmen misst der Topographiesensor die Dicke der Kupferschicht inklusive der transparenten Oxidschicht. Des Weiteren misst man mit einem Schichtdickensensor separat die Dicke der transparenten Oxidschicht. Durch Subtraktion der Oxiddicke von der zuvor ermittelten Gesamtdicke erhält man die gewünschte Stufenhöhe der Kupferschicht.

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