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GB／T 41853-2022 半导体器件 微机电器件 晶圆间键合强度测量.pdf应使用阳极键合机进行测试。阳极键合机一般由真空腔室，夹持上、下品圆的托盘，实现上、下品 合预紧的加压单元，提供负电场的电气系统，提供含有正离子的晶圆（如含Na+的玻璃片），以及 程中保持温度恒定的加热器组成。
将对应的内容填人表4。静电测试法只是一种定性分析方法，而不是准确的定量分析方法，通 用于快速而简单的对比晶圆键合强度。
当晶圆键合强度很高时，用拉力测试法或双悬臂梁测试法难以测量，适用气泡测试法。拉力测试 中，存在着过高的键合强度会导致试样与黏结剂剥离。双悬臂梁测试中，存在着过高的键合强度可能导 致键合界面尚未解除就出现某一晶圆层被破坏的情况，从而无法进一步测试。气泡测试法能降低上述 问题的发生几率。只要能制备试样，气泡测试法可用于任意键合方式的晶圆间键合强度测量，
本试验用的试样的下层晶圆制作了通孔、浅腔以及连接通孔和浅腔的微沟槽，如图4所示。通过 装有O型圈的夹具，将静压载荷管道与测试设备连接在一起。通过通孔与微沟槽，向试样的键 施加持续的静压载荷苏州某大酒店机电设备安装工程施工组织设计，直至键合解除。
两层晶圆键合之前，宜采用光刻、刻蚀等不会引人微裂纹的微加工工艺，在某晶圆的待键合表面制 作通孔、浅腔以及连接通孔和浅腔的微沟槽等结构。浅腔的形状宜制作圆形或者方形。然后将制备好 微结构的晶圆与无微结构的晶圆进行键合。键合后，利用切片工艺切割成合适尺寸的试样，其外形如图 4所示。各尺寸间的关系推荐如下： —a>5t1，5t2； w1，w2>2a； W>4a； w 4.6.3测试方法及设备 应测量至少10只试样， 4.6.3.2试样固定 及装有O型圈的夹具，将静压载荷管道与测试设 4.6.3.3施加静压载荷及测量键合强度 通过气体压力将静压载荷作用在试样的浅腔上。宜通过气体流量控制器控制压力的增加速率。为 满足准静态环境条件，气体压力宜缓慢增加。宜用压力表监测压力变化情况，直至键合解除。可通过键 合解除时键合材料断裂引起的压力表读数突然下降来检测试样键合强度。可以通过光学方法来观察试 样剥离全过程，如利用可见光光源观察透明材料或利用红外光光源观察硅材料。 4.6.3.4环境控制 试验过程中，测试环境应保持恒定的温度与相对湿度， 测试报告应包含以下内容： a）依据本文件； 键合的材料； c） 键合方法和条件； d） 试样的形状； e）键合解除时的压力。 测试报告应包含以下内容： a） 依据本文件； b） 键合的材料； c） 键合方法和条件； 试样的形状； e）键合解除时的压力 如图5所示，该方法是通过三点弯曲来评估晶圆键合强度的一种方法。对从键合晶圆切割的试样 （其键合界面包含未键合区域)进行三点弯曲测试，直到键合界面断裂。然后根据公式(5)计算弯曲断裂 强度。 载荷和试样尺寸 试样宽度； B 试样厚度； 未键合区的长度； 载荷施加位置之间的跨度距离； 外加应力。 图5 三点弯曲测试的试样和加载方法 式中： 键合界面的弯曲断裂强度； F。一一试样断裂所需的外加载荷； S 一载荷施加位置的跨度间距； W 一试样的宽度； B 试样的厚度； Q 一未键合区域的长度。 如能按下述要求制备试样，则该测试方法适用于任意键合方式的晶圆。为尽量减小尺度效应的影 响，该测试方法适用于厚度为1mm左右的试样 标引序号说明： 硅：与玻璃键合的硅晶圆； 玻璃：与硅键合的玻璃晶圆， 4.7.3测试装置和方法 应测量至少10只试样 应测量至少10只试样。 4.7.3.2试样固定 图6 三点弯曲测试法试样的尺寸示例 试样应固定以便于施加三点弯曲载荷，如图5所示。过程中应满足以下条件： a）试样的键合边界与测试设备的加载轴对齐； b）试样放置在一个能在键合界面平行方向上施加力的位置。 为获得好的试样固定效果，推荐在光学显微镜下操作。用于施加载荷的滚轮宜采用不会显著变形 材料。推荐采用半径为0.3mm的滚轮。 4.7.3.3施加载荷 试验宜通过机械测试设备施加载荷，该设备能在微结构上施加压载荷。也可使用压痕设备。 的键合边界应与测试设备的负载施加方向对齐，确保键合界面受力均匀 4.7.3.4加载速率 4.7.3.5载荷测量 载荷测量应采用精度为5%以内的力学传感器 4.7.3.6环境控制 试验过程中，测试环境应保持恒定的温度与相 4.7.3.7弯曲断裂强度计算 测试报告应包含以下内容： a）依据本文件； b）键合的材料； c）键合的方法和条件； d）试样的形状； e）键合层断裂时的弯曲断裂强度。 作为一种键合强度测量方法，芯片剪切测试法的原理如图7所示。固定已键合晶圆的某一层，利用 接触工具对晶圆的另一层施加剪切力，键合解除的晶圆键合强度可用公式（6)计算得出。 图/ 芯片剪切测试法示例 4.8.2.1形状和尺寸 试样宜制备成边长为几个毫米的矩形且其某个边长应小于接触工具的宽度（见图8)。试样的厚 据晶圆的厚度来确定， 4.8.2.2键合区域 图8试样和接触工具尺寸示例 为了避免切片过程中破坏键合区域，制备试样时应将键合区域分布在试样的中心位置。同时，试样 的四周边缘宜存在一定的未键合区域（见图9)。如果键合界面未进行图形化，键合区域可能延伸到试 样边缘。所有试样键合区域的形状和面积宜完全相同。 4.8.2.3试样制备方法 图9试件中的键合区域示例 键合区域图形化后应进行晶圆键合，晶圆键合后切割成试样。图形化、键合与切片后应测量试样的 键合区域图形尺寸和厚度。 测试装置应配备一个施力仪器，其最低精度达到该仪器满量程的5%以内或500mN以内即可。 测试时，装置宜包括一个能施加所需应力的杠杆或直线运动施力仪。装置还应具备以下特性和能力： a）接触工具能把应力均匀地施加到试样边缘； b）接触工具应垂直于试样的边缘； c) 一个具有旋转功能的夹具，确保接触工具应与试样边缘线接触； d）装有合适光源的设备以便在测试过程中观察（例如能放大10倍）试样和接触工具。 应测量至少10只试样。 4.8.4.2试样固定 试样应被压合到晶圆一侧的芯片上，或使用强力黏结剂固定。可通过在圆片上制造凹槽来固定 或使用强力黏结剂固定试样。如果使用强力黏结剂，宜采取措施保证黏结剂不会流到芯片顶部。 4.8.4.3施加剪切力 剪切力应使用4.8.3中规定的设备施加。应在试样上持续施加剪切力直到键合解除。推荐的剪切 力施加速度为0.1mm/min左右。 测试过程中的注意事项如下。 a）当采用线性运动施力仪时，施力方向应垂直于试样。接触工具应与试样的整个边缘保持接触， b）接触工具应与试样边缘成90°接触（如图10所示)。 c）接触工具应至少接触与上层芯片(未固定一侧)厚度的3/4(如图10所示)。 d）接触工具不应与试样发生垂直方向移动。 标引序亏说明： 试样和接触工具 测试片：带有键合区域的小块键合品圆； 接触工具：用于将应力施加在试样的边缘。 4.8.5键合剪切强度 公路立交桥工程施工组织设计方案图10接触工具设置示例 试验后应根据键合面破损时的剪切力（Q。）和键合面积（A），用公式（6)计算出剪切键合强度。 切键合强度取决于键合区域的面积和尺寸，所以这两个参数都应测量， 测试报告应包含以下内容： a) 依据本文件； b) 试样的结构、尺寸、材料、键合条件及制备方法； c) 试样的数量； d 键合解除条件； e) 剪切力速度； D 键合剪切强度； g) 失效模式（键合界面失效或断裂失效)及概率。 附录A （资料性） 键合强度示例 上拉夹具以恒定速率移动时，剪切强度随时间变化的曲线如图A.1所示。试样通过阳极键合工艺 制作而成，其键合层分别为500μm厚的硅晶圆和500μm厚的玻璃晶圆。键合后将晶圆切割成 5mm×5mm的正方形试样。 上拉夹具以恒定速率移动时，剪切强度随时间变化的曲线如图A.1所示。试样通过阳极键合 利作而成，其键合层分别为500μm厚的硅晶圆和500μm厚的玻璃晶圆。键合后将晶圆切 mm×5mm的正方形试样 上拉夹具以恒定速率移动时剪切强度随时间变化 电力建设工程概预算定额使用指南(2018年版) 第四册 调试工程 三点弯曲测试法试样的制作工艺示例 图B.1三点弯曲测试法试样的制备工艺示