[发明专利]一种悬空结构翘曲的检测方法

说明书

本发明公开了一种悬空结构翘曲的检测方法，包括如下步骤：S01：在衬底上设置结构相同的悬空结构和非悬空结构；S02：在悬空结构的正上方对悬空结构和非悬空结构进行俯视成像，根据成像图形得到微桥的长度CD1和宽度CD2；S03：若微桥的长度CD1小于非悬空结构中微桥的长度CD1’，或者微桥的宽度CD2小于非悬空结构中微桥的宽度CD2’，则表明微桥发生翘曲，进入步骤S04；S04：测量悬空结构中微桥不同位置的焦距，若焦距大于非悬空结构中对应位置的焦距，则该位置发生向下的翘曲；若焦距小于非悬空结构中对应位置的焦距，则该位置发生向上的翘曲。本发明提供的一种悬空结构翘曲的检测方法，可以简单快捷地检测出悬空结构中悬梁臂和微桥的翘曲情况。

技术领域

本发明涉及集成电路悬空结构检测领域，具体涉及一种悬空结构翘曲的检测方法。

背景技术

MEMS/Sensor产品一般会涉及悬梁臂或者微桥等悬空结构，悬梁臂和微桥结构通常是在牺牲层上制备出悬梁臂或者微桥，之后通过释放牺牲层的方法形成悬梁臂和微桥下方的空隙。其中悬梁臂用于从两侧支撑微桥，从而使得微桥完全悬空在衬底上。在制备悬梁臂以及释放牺牲层过程中，悬空结构由于应力控制问题会导致向上或者向下翘曲，进而会导致MEMS/Sensor产品性能降低。

在设定制备工艺参数的时候，工艺人员也需要根据悬空结构发生翘曲的具体情况来不断调整工艺参数，因此，需要及时检测悬空结构的翘曲情况，为工艺参数的调整提供参考，也避免MEMS/Sensor产品中悬空结构的翘曲影响产品性能。由于悬空结构在MEMS/Sensor产品中所占比例较小，通常需要破坏MEMS/Sensor产品结构，才能准确判断悬空结构的翘曲情况，而这种检测方式不具有可持续性，对于产品造成了不可逆转的损坏。

因此，如何发明一种有效的量化翘曲程度的方案，来实现该结构涉及的薄膜应力控制和监控是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种悬空结构翘曲的检测方法，利用悬空结构翘曲后，其投影尺寸减小的特点，来分类识别悬空结构的翘曲情况，并通过悬空结构中不同位置焦距的对比，确定翘曲方向。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种悬空结构翘曲的检测方法，包括如下步骤：

S01：在衬底上设置结构相同的悬空结构和非悬空结构，其中，悬空结构和非悬空结构均包括微桥，位于微桥两侧的两个悬梁臂，以及位于微桥两侧的两个固定端，所述固定端固定在衬底上，所述悬梁臂的一端连接固定端，另一端连接所述微桥，所述悬空结构中微桥和悬梁臂处于悬空状态，所述非悬空结构中微桥和悬梁臂固定在衬底上；

S02：在悬空结构的正上方对悬空结构和非悬空结构进行俯视成像，根据成像图形得到悬空结构中微桥的长度CD1和宽度CD2，以及非悬空结构中微桥的长度CD1’和宽度CD2’；

S03：若微桥的长度CD1和宽度CD2均等于非悬空结构中微桥的长度CD1’和宽度CD2’，则表明微桥未发生翘曲；

若微桥的长度CD1小于非悬空结构中微桥的长度CD1’，或者微桥的宽度CD2小于非悬空结构中微桥的宽度CD2’，则表明微桥发生翘曲，进入步骤S04；

S04：测量悬空结构中微桥不同位置的焦距，若焦距等于非悬空结构中对应位置的焦距，则该位置未发生翘曲；若焦距大于非悬空结构中对应位置的焦距，则该位置发生向下的翘曲；若焦距小于非悬空结构中对应位置的焦距，则该位置发生向上的翘曲。

进一步地，所述成像图形中微桥表面为亮色，微桥周围的间隙部分为暗色。

进一步地，所述步骤S03中，当所述悬空结构中微桥的长度CD1和宽度CD2均等于非悬空结构中微桥的长度CD1’和宽度CD2’时，判断成像图形中微桥表面的像素平均值，若所述微桥表面的像素平均值小于微桥像素值阈值，则表明微桥塌陷。

一种悬空结构翘曲的检测方法，包括如下步骤：