Методика измерения свойств MEMS может также увеличить выход годных кристаллов

Портланд, Орегон, США

Большинство инструментов, которые используются для измерения свойств изделий, в микроэлектромеханических системах (MEMS) оказываются слишком крупными для определения таких стандартных физических свойств, как жесткость.

Чтобы исправить такое положение вещей, в американском Национальном институте стандартов и технологии (National Institute of Standards and Technology, NIST) был разработан набор измерительных процедур для MEMS-размерных структур с использованием оптического бесконтактного инструментария. Специалисты NIST утверждают, что помимо производителей MEMS-устройств, преимущество такой методики измерений могут оценить также производители полупроводниковых КМОП-устройств, увеличив выход годных кристаллов с пластины благодаря снижению частоты образования дефектов.

Специалисты NIST вложили большое количество своего опыта в области бесконтактных оптических измерительных инструментов в создание MEMS-калькулятора на основе интернет-технологий. Данный подход позволяет инженерам вводить в него значения, измеренные с помощью доступных оптических интерферометров, и определять стандартные механические свойства.

Инженеры NIST также внесли свой вклад в механический раздел методики, основанной на стандарте ASTM E 2245 Американского Общества Тестирования и Материалов (American Society for Testing and Material). Комплексная методика тестирования позволяет измерять остаточные напряжения в тонких пленках с использованием стандарта SEMI MS4-1107. Эти результаты, по словам представителей NIST, могут помочь в разработке стратегий проектирования, технологий производства и методов послеоперационного манипулирования изделиями с целью увеличения выхода годных благодаря снижению частоты образования дефектов от электромиграции, перераспределения напряжений и расслоения.

Напряжение измеряется с использованием стандартной величины в машиностроении, называемой модулем Юнга и определяющей упругость и жесткость материала. Для макроскопических объектов модуль Юнга может быть определен посредством приложения усилия к обоим концам балки и последующего измерения расстояния, на которое она прогнется.

Так как измерения на кристаллах не допускают физического контакта, предложенная NIST методика использует вместо него оптический виброметр, которым измеряется частота колебаний тонкой балки. Затем модуль Юнга может быть использован для расчета резонансной частоты тонкой балки, что тем самым дает производителю кристаллов возможность предсказать, как поведет себя тонкая балка под различными нагрузками.

Стандарт MS4-1107 можно приобрести в Международной ассоциации полупроводникового оборудования и материалов (Semiconductor Equipment and Materials International, SEMI).

Информация с сайта www.eetimes.com.