[发明专利]一种测量晶圆残余应力的装置及其方法

权利要求书

1.一种测量晶圆残余应力的装置，其特征在于，包括：敏感结构、压阻条和锚点，所述敏感结构由一个中心平板和从中心平板四周向外延伸的四个梁形臂构成，所述每个梁形臂上都设有所述压阻条，所述梁形臂与晶圆衬底或待测表面连接，所述四个压阻条连接构成应力测量电桥；所述锚点设置在梁形臂的末端，所述锚点与晶圆衬底或待测表面相连，所述锚点将所述敏感结构悬空，以便使应力集中增加高应力区的应力；所述压阻条设置于梁形臂上的高应力区。

2.根据权利要求1所述的一种测量晶圆残余应力的装置，其特征在于，所述中心平板为方形平板，所述梁形臂位于方形平板各个边的中央。

3.根据权利要求1所述的一种测量晶圆残余应力的装置，其特征在于，所述相邻两个梁形臂上的压阻条连接成为电桥的邻臂，不相邻两个梁形臂上的压阻条成为电桥的对臂。

4.根据权利要求1或3所述的一种测量晶圆残余应力的装置，其特征在于，所述压阻条为压敏电阻。

5.根据权利要求1所述的一种测量晶圆残余应力的装置，其特征在于，所述电桥为全桥或半桥。

6.根据权利要求1所述的一种测量晶圆残余应力的装置，其特征在于，所述电桥为恒压源电桥或恒流源电桥。

7.根据权利要求1所述的一种测量晶圆残余应力的装置，其特征在于，所述电桥的一组对臂配置成感应横向应力，另一组对臂则配置成感应纵向应力。

8.根据权利要求1或5所述的一种测量晶圆残余应力的装置，其特征在于，所述电桥四个臂上的压阻条的初始阻值相同。

9.根据权利要求1所述的一种测量晶圆残余应力的装置，其特征在于，所述的中心平板上设置有减薄区域，所述减薄区域用于降低敏感结构整体的刚度，提高压阻条附近的应力，从而提高输出信号的幅度。

10.根据权利要求1所述的一种测量晶圆残余应力的装置，其特征在于，所述敏感结构采用敏感膜质材料制成。

11.如权利要求1-10任意一项所述的一种测量晶圆残余应力的装置用于测量晶圆残余应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：连接晶圆衬底或待测表面，将所述测量晶圆残余应力的装置的锚点与晶圆衬底或待测表面相连；

S2：配置测量电桥，包括以下子步骤：

将所述测量晶圆残余应力的装置的相邻两个梁形臂上的压阻条连接成为电桥的邻臂，不相邻两个梁形臂上的压阻条成为电桥的对臂；

选择电桥类型，配置桥臂感应应力的方向；

S3：测量，首先测量电桥输出电压或电流，然后将此电压或电流转换成对应的晶圆残余应力。

12.根据权利要求11所述的一种测量晶圆残余应力的方法，其特征在于，所述电桥类型为恒压驱动惠思顿全桥，所述电桥的一组对臂配置成感应横向应力，另一组对臂则配置成感应纵向应力，电桥四个桥臂设置成相同的阻值，则电桥输出电压为：V₀＝(δR/R)×V_i，其中，R1＝R2＝R3＝R4＝R，R1和R4阻值因环境影响减少δR，R2和R3因环境影响增加δR。

13.根据权利要求11所述的一种测量晶圆残余应力的方法，其特征在于，所述电桥为恒流驱动惠思顿全桥，所述电桥的一组对臂配置成感应横向应力，另一组对臂则配置成感应纵向应力，电桥四个桥臂设置成相同的阻值，则电桥输出电压为：V₀＝δR×I_i，其中，R1＝R2＝R3＝R4＝R，R1和R4阻值因环境影响减少δR，R2和R3因环境影响增加δR。