用基片曲率法测量薄膜应力

采用基片曲率法设计和制作了一种测量薄膜应力的装置,它具有简单、无损伤、快速、易于操作、精度高的优点。使用该装置测量了射频磁控溅射镀制的Cu单层膜和Ag/Cu多层膜的应力,结果表明薄膜残余应力是均匀的,但随沉积条件不同而不同。Cu单层膜和Ag/Cu多层膜处于压应力状态,外加-200V偏压时,Ag/Cu多层膜则转变为很小的拉应力状态。XRD表明Ag/Cu多层膜已结晶,呈现Ag(111)/Cu(111)择优取向。

频闪动态干涉法测量离面位移的研究

频闪视觉测量和频闪干涉测量代表了目前先进的微机电系统动态测试技术,尤其在非接触无损测量技术有重要意义.通过微机电三维静动态测试系统,综合运用等厚干涉原理和基片曲率法,实时测量,计算出镀膜样品在升温和退火过程中应力的变化.结果表明,该方法适合测量微机电器件的离面位移.

微机电系统中SU-8厚光刻胶的内应力研究

在对基片曲率法常用的Stoney公式进行必要修正的基础上,提出了适合计算SU-8胶层内应力的理论模型,并采用轮廓法直观地测量了内应力引起的基底曲率的变化。通过ANSYS仿真揭示了基片直径,胶层厚度及后烘温度三者对基片曲率的影响。仿真结果表明:后烘温度是影响胶层内应力的主要因素。实验测量了后烘温度分别为55℃、70℃和85℃三种条件下的SU-8胶层的内应力。结果表明:降低后烘温度能有效地减小SU-8胶层的内应力,实验测量值与仿真计算值基本吻合。内应力的测量为SU-8胶层内应力的定量研究奠定了基础。

TiNi基形状记忆合金薄膜的相变特征研究

利用磁控溅射的方法在单晶S i和非晶S iO2基片上制备了TiN i和TiN iCu形状记忆合金薄膜,并利用示差扫描量热法和基片曲率法研究了薄膜的相变特征及应力随温度的变化。研究结果表明450℃溅射形成的记忆合金薄膜具有良好的形状记忆效应,在微电子机械系统有很好的应用前景。TiN i薄膜降温时出现R相变,因而发生两步相变,而TiN iCu薄膜中马氏体和奥氏体间直接转变。基片以及薄膜成份对相变点有很大的影响。单晶S i片作为基片时,记忆合金薄膜和基片间有很好的结合力,而S iO2作为基片时,记忆合金薄膜容易剥落。

紫外光固化中阻蚀胶薄膜应力分析及成膜控制

针对压印光刻工艺实现图章保真复型对阻蚀胶薄膜的均匀度和应力分布的要求,对匀胶过程中的时间、转速和加速度等参数进行了分析,并采用基片曲率法的Stoney公式及其近似计算公式,对不同参数环境下的薄膜应力及应力梯度分布作了计算分析.通过对比几组试验参数的应力分析结果,验证了薄膜应力的大小和应力梯度的分布主要与匀胶时间和速度有关,而与加速度的关系较小.因此,当选用匀胶转速为5 000 r/min、时间为30 s时,薄膜应力分布最优,成膜质量最佳,能够满足压印光刻工艺中300 nm级图型的保真复型需求.

薄膜厚度和溅射功率对有机衬底上ZnO∶Ga薄膜应力的影响

在室温(RT)下,采用直流(DC)磁控溅射在聚碳酸酯(PC)衬底上制备Ga掺杂ZnO(GZO)薄膜。通过X射线衍射(XRD)与基片曲率方法研究薄膜的残余应力。提出并讨论了厚度和溅射功率对GZO薄膜的应力影响并证实所有薄膜的应力均是压缩应力。研究表明随着薄膜厚度的增加,外应力可以得到充分释放。而溅射功率的变化可以改变GZO薄膜的应力和晶粒尺寸。研究表明溅射功率在140W的条件下制备的厚度225nm薄膜具有最大的晶粒尺寸和最小的压缩应力。结果表明改变溅射参数,比如溅射功率和薄膜厚度,GZO薄膜能够有效地释放应力。

Ag/Ni多层膜的界面自由能研究

利用多层膜零蠕变法,直接测量Si(111)单晶片上沉积的Ag/Ni多层膜界面自由能。通过基片曲率法实时测量Ag/Ni多层膜升温退火过程中的应力变化,在450°C保温,发现此时多层膜达到平衡状态,最终的平衡应力为0.57MPa,计算出Ag/Ni的界面自由能γint为0.63J/m2,最后结合XRD测试结果和SEM剖面形貌,从界面能角度对多层膜的稳定性进行了分析讨论。

沉积参数对磁控溅射镀金膜膜层残余应力与微观形貌的影响

残余应力直接影响镀膜膜层的稳定性与可靠性。为减小薄膜的残余应力,提高镀膜膜层的可靠性,在不同溅射气压、不同镀膜温度条件下,在熔融石英基底上进行了直流磁控溅射镀金膜试验。通过基片曲率法得到薄膜的残余应力,采用激光平面干涉仪对基片的形变进行测试,对不同工艺参数下膜层的残余应力进行分析,并采用扫描电镜对膜层的表面形貌进行测试。通过试验可知,磁控溅射镀膜膜层的残余应力随镀膜温度的升高而升高,在一定工作气压范围内(0.2Pa~0.6Pa)随溅射气压的增加而降低。电镜测试结果表明,常温镀膜晶粒的尺寸约为30nm,180℃镀膜晶粒的尺寸增长至近100nm。镀膜温度越高,薄膜的微观结构越致密。