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一种测量微尺度基体薄膜残余应力的方法技术

技术编号:7056871 阅读:278 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种测量微尺度基体薄膜残余应力的方法,属于光测力学、微电子器件技术领域。本发明专利技术的技术特点是在聚焦离子束-场发射扫描电子束双束系统这一成熟商品仪器环境下,利用离子束在试件表面上制作正交光栅,选取合适的放大倍数利用电子束采集残余应力释放前的相移云纹图像,利用离子束刻蚀环形槽以释放残余应力,最后利用电子束在同一条件下采集残余应力释放后的相移云纹图像。应用随机相移云纹法计算求得由残余应力释放引起的应变。根据应力应变关系表达式,即可求出残余应力。该方法简单灵活,灵敏度高,适用范围广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,属于光测力学、微电子器件

技术介绍
基体薄膜结构是微机电系统中最常见的结构。在薄膜的加工制作过程中,往往会产生残余应力,过大的残余应力会严重影响器件的工作性能和服役寿命。为了更好地了解残余应力的产生从而达到有效控制残余应力大小的目的,需要发展基体薄膜结构的残余应力测量技术。目前已有的残余应力测量技术有X射线衍射、拉曼光谱测量法和切除释放残余应力测量方法。前两者测量得到的都是一定区域范围内的平均残余应力,测量区域较大, 一般都在毫米量级,而且这两种方法都有一定的局限性,X射线衍射方法只适用于晶体材料,对于无定形材料无计可施,拉曼光谱测量法只适用于具有拉曼效应的物质。切除释放残余应力的方法包括钻孔法(加工圆孔)、切槽法(加工条形槽)和环芯法(加工环形槽), 该方法不仅适用于宏观残余应力测量,也适用于微观残余应力测量,并且适用于各种不同的材料。由于薄膜的破坏往往是局部破坏,微区的残余应力测量具有非常重要的意义。具有微纳米加工能力的聚焦离子束系统和光学测量方法相结合,为实现微区的残余应力测量提供了可會邑。Sabate 等(N. Sabate,D. Vogel et本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量微尺度基体薄膜残余应力的方法,其特征在于该方法包括如下步骤:1)将基体薄膜放入聚焦离子束-场发射扫描电子束双束系统的样品台上,使电子束垂直于基体薄膜表面,在电子束下进行对中、消象散和调焦,直至观察到清晰的基体薄膜表面,并选择欲测量残余应力的区域;将基体薄膜倾斜θ角度,使离子束垂直于基体薄膜表面,在离子束下进行对中、消象散和调焦,找到欲测量残余应力的区域;2)在欲测量残余应力的区域利用离子束刻蚀正交光栅,刻蚀完成后将基体薄膜表面恢复至与电子束垂直的位置,定义正交光栅的两个方向分别为x和y,通过旋转电子束使得电子束的扫描方向和x方向的光栅平行,选择放大倍数以形成清晰的云纹,在该放大倍数...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:谢惠民李艳杰胡振兴朱建国
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:11

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