SEMI MS4 - 共鳴ビームの周波数に基づく薄い反射膜のヤング率測定の試験方法 -

Abstract

ヤング率を決定する一般的に受け入れられている方法がないことが、微小電気機械システム (MEMS) コミュニティに長年の課題となってきました。標準的な測定技術がなければ、異なる研究室間の測定値を有意義に比較することはできません。この規格は、単層カンチレバーの平均共振周波数に基づいて、薄い反射膜のヤング率を決定するための試験方法を提供します。また、単層の固定-固定ビームの平均共振周波数に基づいてヤング率を決定する試験方法も提供しますが、この方法はカンチレバーが測定に利用できない場合にのみ使用されます。

ヤング率の測定は、MEMS デバイスと集積回路 (IC) の設計と製造に役立ちます。たとえば、残留応力の値が高いと、エレクトロ マイグレーション、ストレス マイグレーション、層間剥離などの IC の故障メカニズムが発生する可能性があります。そのため、その特性評価方法は、相補型金属酸化膜半導体 (CMOS) 製造プロセスの歩留まりを向上させるための IC プロセス開発およびモニタリングにとって興味深いものです。薄膜層の残留応力は、この試験方法でも得られたヤング率の値に基づいてこの試験方法で計算されます。

この試験方法では、薄膜のヤング率を測定する手順を説明します。これは、非接触光学振動計、ストロボ干渉計、または面外で振動するビームの共振周波数を取得できる同等の機器を使用して画像化できる MEMS 材料などのフィルムにのみ適用されます。 (接触しているビーム、または下層に接触しているビームからの測定は受け入れられません。) ヤング率の計算には、単層カンチレバーの平均共振周波数が使用されます。 (カンチレバーを測定に使用できない場合は、単層の固定-固定ビームの平均共振周波数を使用できますが、このアプローチは、組み合わせた標準不確かさの値が高くなるため推奨されません。) ヤング率の値は次のようになります。残留応力と応力勾配の計算に使用されます。

ビームを解放するために必要なエッチング手順を含む製造は、このテスト方法の範囲外と見なされます。ビームの長さ、幅、厚さ、密度の決定、およびビームが静止摩擦を示しているかどうかも、この試験方法の範囲外として考慮されます。

試験装置にレーザーが組み込まれている場合、この試験方法はレーザーがクラス 1 またはクラス 2 の場合にのみ適用されます。

参照SEMI規格（別途購入）
SEMI MS2 — 薄膜の段差測定の試験方法

改訂履歴
SEMI MS4-0416 (再承認 0522)
SEMI MS4-0416 (技術改訂版)
SEMI MS4-1113 (技術改訂)
SEMI MS4-0212 (技術改訂版)
SEMI MS4-1109 (完全な書き換え)
SEMI MS4-1107 (初公開)

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