原创 测量绝缘薄膜韧性的新方法

测量绝缘薄膜韧性的新方法
美国国家标准技术研究院（NIST）的研究人员开发出一种测量绝缘薄膜韧性的 新方法，这种绝缘薄膜在高性能集成电路中有着非常重要的作用。这项新技术不仅 可以提高芯片的可靠性与可制造性，还是微电子制造商利用现有设备就可以采用的 技术。京都电子KEM| 韩国美胜MCSCO| 美国TSI| 台湾贝克莱斯BOKLES| 美国OnsetHOBO| FLIR| 倍尔康|

当前焦点问题是低介电常数（low-k）绝缘层的机械强度，低介电常数绝缘层是 一种只有几微米厚的电绝缘薄膜，置于于半导体层、微处理芯片元件以及其它高性 能半导体器件之间。随着晶体管变得更小更密集，设计人员为防止出现电干扰和交 叉串扰而采用纳米级的空隙结构使得绝缘薄膜的多孔特征越来越明显，但这也使其 更容易脆性断裂。低介电常数绝缘层的脆性断裂失效成为一个行业问题，影响到了 制造业产量及设备的可靠性。到目前为止，尚未有精确的方法测量出薄膜的抗折性 能，因此很难设计改良绝缘材料频谱分析仪| 电池测试仪| 相序表| 万用表| 功率计| 示波器| 电阻测试仪|。

NIST 的研究人员声称，利用一种称之为纳米压痕技术的新改进的材料测试手段 可以解决目前的测量问题。纳米压痕技术的工作原理是依靠尖锐坚硬的金刚石针尖 挤压，观测使材料变形所需的压力。近20 年来，研究人员已掌握利用纳米压痕技术 测量材料微小的弹性和塑性形变，但韧性的测量仍是一大棘手的问题。

NIST 的新技术对纳米压痕技术设备做了微小的改动，使探针比通常使用的更尖 锐。在电子显微镜下，小心压迫绝缘薄膜使其产生小至300 nm 的裂缝，裂缝形式取 决于压痕力、薄膜厚度、薄膜应力以及薄膜和硅衬底的弹性特性等的复杂作用。这 些变量将输入一个新的断裂力学模型，不仅可以预测断裂韧性，还可以预测出现自 发性破裂的薄膜临界厚度