DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE
DIN EN 62047-16
Halbleiterbauelemente - Bauelemente der Mikrosystemtechnik - Teil 16: Messverfahren zur Ermittlung der Eigenspannungen in Dünnschichten von MEMS-Bauteilen - Substratkrümmungs- und Biegebalken-Verfahren (IEC 62047-16:2015); Deutsche Fassung EN 62047-16:2015
Semiconductor devices - Micro-electromechanical devices - Part 16: Test methods for determining residual stresses of MEMS films - Wafer curvature and cantilever beam deflection methods (IEC 62047-16:2015); German version EN 62047-16:2015
Einführungsbeitrag
Die Hauptbestandteile von MEMS-Bauteilen haben bestimmte Eigenschaften wie Abmessungen im Mikrometerbereich und werden in einigen Fällen mithilfe Herstellungsverfahren des Werkstoffs mittels Dampfabscheidung hergestellt. Dünnschicht-Werkstoffe werden als Hauptbestandteil von MEMS-Bauteilen und Mikromaschinen verwendet. Das Aufbringen (Abscheiden) einer Dünnschicht muss wegen der Eigenspannungen in der Dünnschicht eine gemeinsame Biegung der Zweischichtstruktur verursachen. Der Wert der Durchbiegung ist eine direkte Funktion der Eigenspannungen der Dünnschicht. Im Fall von Zug-Eigenspannungen ist die Verformung des Substrats mit der gebondeten Dünnschicht konkav, während sie bei einer Druck-Eigenspannung konvex ist. Es gibt zwei Arten von Prüfverfahren zum Bestimmen der Eigenspannung, nämlich das Waferkrümmungs- und das Biegebalken-Verfahren. In diesem Teil der DIN EN 62047 sind die Prüfverfahren zum Messen der Eigenspannungen dünner Schichten mit Dicken im Bereich von 0,01 µm bis 10 µm in MEMS-Strukturen auf Basis der Waferkrümmung (Substratkrümmung) oder des Biegebalkens (Cantilever) festgelegt. Die Schichten sollten auf einem Substrat mit bekannten mechanischen Eigenschaften von Elastizitätsmodul (Young-Modul) und Querkontraktionszahl (Poissonzahl) abgeschieden werden. Diese Verfahren werden verwendet, um die Eigenspannungen innerhalb von Dünnschichten auf Substraten zu bestimmen. Zuständig ist das DKE/K 631 "Halbleiterbauelemente" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.
