半导体器件微机电器件第3部分：拉伸试验用的薄膜标准试验片.pdfVIP

半导体器件 微机电器件 第3 部分：拉伸试验用的薄膜标准试验片 1 范围 本文件规定了微机电系统（MEMS）、微机械和类似器件用的长度和宽度均小于1mm，厚度小于10um 的薄膜结构材料拉伸试验用标准试验片的制备，以保证试验的规范性和准确性。 本文件的目的是为了确保拉伸测试系统的规范性和准确性，测试用标准试验片的拉伸强度应是可预 计的，且在测试系统测试范围内，同时也规定了应使试验片间的性能偏差最小。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 IEC 62047-2 半导体器件-微机电器件-第2部分：薄膜材料的拉伸试验方法 ISO 17561 精细陶瓷（高级陶瓷，高级工业陶瓷）-用声波共振法测定室温下单片陶瓷弹性模量的 试验方法 3 试验片材料 制备试验片所用材料的机械特性应是已知的，单晶硅是制备试验片的优选材料之一。但由于拉伸试 验是针对塑性材料进行的，因此试件制备中塑性材料常被用作于附加材料。 4 试验片制备 应明确规定试验片的制备工艺和试验片材料的淀积工艺，并按规定的工艺流程制备。 5 试验片形状 试验片的外形尺寸，如平行部分长度、试验片宽度以及标距，应控制在±1%的精度范围内。平行部 分长度应大于2.5倍的宽度值。 平行部分和固置端之间的曲线（曲面）过渡部分应具有足够大的弯曲半径，以防止因应力集中而导 致曲线（曲面）过渡部分产生破裂。 曲线（曲面）部分外形应足够平滑，防止曲线（曲面）部分发生破裂。（见A.1。） 应规定试验片下的的衬底去除方法，确保试验片下的的衬底材料去除过程中不会损伤试验片，且确 保残留的衬底材料不会影响测试结果。 6 试验片厚度 1 试验片的厚度应能直接测量，试验片的厚度应适合使用非接触式测量方法测量。由于使用轮廓仪直 接测量试验片厚度时可能损伤到试验片，可通过测量试验片附近区域厚度间接获得试验片厚度。考虑到 圆片厚度的影响，应规定厚度测试区域、位置，在这个范围内估计的试验片厚度的精度在±1%以内。见 A.2。 7 标距刻度线 为了测量延伸率，标距刻度线应该制备在试验片上。标距长度应小于试验片平行部分长度的80%， 并大于两倍的试验片宽度。 标距刻度线应不能限制试验片的延伸，且对测试结果影响较小。因此只要能获得对比度，标距刻度 线应该足够薄，或者采用弹性模量和材料内应力远小于试验片材料的材料来制备标距刻度线。标距刻度 线的厚度不应超过试验片厚度的1%。 8 试验 应使用不少于10个标准试验片进行试验，这些试验片要使用同样的工艺进行制备，优先选择同一批 次制备的试验片，最好能选用同一圆片上的试验片。拉伸试验方法的详细描述见IEC 62047-2中规定。 可以通过拉伸强度、杨氏模量和最大延伸率的平均值和标准偏差来评估测试系统的适用性。（见A.3。） 如果试验片应力-应变关系不是线性的，杨氏模量应通过其他标准（如，ISO 17561）来确定。 9 试验报告 标准试验片提供者应附以下文件： a) 注明引用本文件； b) 试验片合格证； c) 材质； d) 试验片的形状和尺寸； e) 预期的机械特性（杨氏模量，拉伸强度，……）。 2 附 录 A （规范性附录） 试验片 A.1 试验片的光刻掩膜 为了避免试验片非测试部分由于应力集中而断裂，测试部分、固定部分和紧固端应使用一个合适曲 率的曲线（曲面）部分进行连接。当使用光刻方法制作曲线（曲面）部分时，光刻掩膜的制作方法应明 确规定出来。 在光掩膜的制备过程中,对曲线（曲面）过渡部分进行普通光栅扫描的数字处理会导致实际产生的 曲线（曲面）部分变成小而集中的光栅作用区，这个区域很有可能就变成了试验片