DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE
DIN EN 62047-25
Halbleiterbauelemente - Bauelemente der Mikrosystemtechnik - Teil 25: Siliziumbasierte MEMS-Herstellungstechnologie - Messverfahren zur Zug-Druck- und Scherfestigkeit gebondeter Flächen im Mikrometerbereich (IEC 62047-25:2016); Deutsche Fassung EN 62047-25:2016
Semiconductor devices - Micro-electromechanical devices - Part 25: Silicon based MEMS fabrication technology - Measurement method of pull-press and shearing strength of micro bonding area (IEC 62047-25:2016); German version EN 62047-25:2016
Einführungsbeitrag
Die strukturellen Hauptwerkstoffe für MEMS, Mikrobauteile und so weiter besitzen besondere Eigenschaften wie Maße im Mikrometerbereich, Herstellungsverfahren des Werkstoffs mittels Schichtabscheidung und Fotolithografie und/oder nichtmechanische Bearbeitung von Mikroproben. Die Festigkeit der unterschiedlichen Strukturen ist für die Anwendung ein entscheidender Faktor. In diesem Teil der DIN EN 62047 ist das Online-Prüfverfahren zur Messung der Festigkeit von Bondflächen im Mikrometerbereich festgelegt, die mithilfe von Prozessen der Mikrosystemtechnik, welche für siliziumbasierte mikroelektromechanische Systeme (MEMS) verwendet werden, hergestellt sind. Er ist für die Online-Messung der Zug-Druck- und Scher-Festigkeit von mikrogebondeten Flächen anwendbar, die mithilfe mikroelektronischer oder anderer mikrosystemtechnologischer Verfahren hergestellt werden. Ein Mikroanker (Festpunktlager), der mit dem Substrat über die Mikrobondfläche verbunden ist, liefert die mechanische Befestigung (Lager) für die beweglichen funktionellen Sensor-/Aktor-Komponenten in MEMS-Bauteilen. Bei diesen Bauteilen führen Skalierungseffekte, Fehlstellen, Verunreinigungen und fehlangepasste thermische Spannungen zu einer dramatischen Degradation der Bondqualität. Außerdem ist unter der Maßgabe, dass das Prüfverfahren zur Bondqualität einfach und praktikabel durchführbar sein sollte, in dieser Norm das Online-Prüfverfahren zur Zug-Druck- und Scher-Festigkeit festgelegt, das auf einer Teststruktur basiert. Entsprechend dieser Norm sind weder komplizierte Messinstrumente (wie Rasterelektronenmikroskop oder Nanoindenter) noch besondere Präparationstechniken für die Teststrukturen erforderlich. Mit diesem Verfahren kann nicht nur die Bondqualität quantitativ gespiegelt werden, sondern auch die Festigkeit der gesamten Mikrostruktur. Da die Teststruktur entsprechend diesem Verfahren in die Bauteilefertigung als eine Standard-Analyse-Struktur implantiert werden kann, kann dieses Verfahren eine Brücke bilden, über die die Fertigungs-Fabriken (Foundries) bestimmte quantitative Referenzen für den Entwickler geben können. Zuständig ist das DKE/K 631 "Halbleiterbauelemente" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.
