SIREX-C (JenaWave GmbH / PVA TePla AG)
Zur Gewinnung eines planaren Scherspannungsbildes wird der physikalische Effekt der spannungsinduzierten Doppelbrechung in Silizium genutzt. Lokale Spannungen erzeugen im Kristall eine Verzerrung des Kristallgitters und führen somit zu einer optischen Anisotropie, die zur Doppelbrechung eines durchgehenden, vorher polarisierten Lichtes führt. Aus der vermessenen Phasendifferenz zwischen dem dann auftretenden ordentlichen und außerordentlichen Strahl kann auf die absolute Scherspannung innerhalb der Probe rückgeschlossen werden.
Das Messgerät SIREX ist ein Scanning-Lasermikroskop, das mit polarisiertem infrarotem Licht einer Wellenlänge von 1,3µm als Polarimeter arbeitet. Ein linear polarisierter Laserstrahl eines Halbleiterlasers wird auf die Probe so gerichtet, dass er frontseitig eindringt, sein Fokus auf der Rückseite liegt und das von dort reflektierte Licht zurück in einen Analysator gelangt. Dabei durchläuft der Laserstrahl 2-mal die Probendicke und gewinnt im Falle der Doppelbrechung den gewünschten Phasenunterschied, der sich in einer Depolarisation ausdrückt. Durch einen x-y-Scan unter dem festen Laserstrahl und der Aufzeichnung der gewonnenen Depolarisationsdaten wird ein laterales Bild der Scherspannung erzeugt. Die Methode ist vertikal integrierend und gestattet deshalb keine Tiefenprofil-Aussagen. Hingegen werden die lateralen Scherspannungsfelder mit Auflösungen bis zu 2µm aufgezeichnet.
Typische Aufgabenstellungen für das SIREX liegen in der Untersuchung von Spannungsfeldern in Si-basierten mikroelektronischen oder mikromechanischen Bauelementestrukturen, aber auch in der genaueren Identifizierung lokaler Defekte in Wafern:
- Aufnahme der lateralen mechanischen Spannungsverteilung in Si-basierten Bauteilen um Bondings, Löcher, …
- Messungen von veränderten lateralen Spannungen um Membranen Si-basierter Bauteile vor und nach Bestromung
