發(fā)布日期： 2026年04月09日

作者： 森德儀器/應用技術(shù)部

儀器類別： 檢測設備、分析儀器

閱讀時間： 約 15 分鐘

關(guān)鍵詞： 薄膜應力、Stoney公式、激光曲率法、開裂剝離預防、森德儀器、實驗室設備

張應力導致開裂： 當薄膜受到向外的拉伸力時，裂紋易在表面缺陷處萌生并垂直于界面向下擴展，常見于厚絕緣層。

壓應力導致剝離： 過大的擠壓力會使薄膜發(fā)生失穩(wěn)起翹（Buckling），最終導致薄膜從基底上整體脫落，常見于金屬電極層。

全圖制繪 (Mapping)： 激光束沿圓周或徑向高速掃描，能夠捕捉晶圓各區(qū)域的應力分布不均性。

原位溫控測量： 通過在加熱爐管中集成測量光路，可以實時繪制“應力-溫度”曲線，精準鎖定熱失配點。

應用場景： 寬禁帶半導體外延過程中，GaN 與硅基底的巨大 CTE 差異。

技術(shù)要求： 需監(jiān)控從室溫到 1000℃ 以上的應力演變，防止外延層冷卻時開裂。

森德適配性： 森德高溫薄膜應力測量系統(tǒng)提供最高 1200℃ 的原位監(jiān)測，通過高頻信號捕捉，協(xié)助工程師優(yōu)化 AlN 緩沖層厚度。

應用場景： 銅填充 TSV 結(jié)構(gòu)在熱循環(huán)中產(chǎn)生的局部應力集中。

技術(shù)要求： 需具備微米級空間分辨率，防止硅基底在通孔邊緣開裂。

森德適配性： 結(jié)合顯微拉曼光譜（Raman）與激光應力掃描，提供宏觀到微觀的聯(lián)合分析方案方案。

應用場景： 柔性基底上的金屬/無機膜層，需在彎曲狀態(tài)下保持粘附。

技術(shù)要求： 測量極薄基底在大形變下的應力反饋。

森德適配性： 高靈敏度薄膜曲率儀，針對低模量基底進行了算法優(yōu)化，確保超薄膜測量的穩(wěn)定性。

如何區(qū)分本征應力與熱應力？ 通過變溫應力測試，提取“應力-溫度”曲線的斜率，該斜率與 CTE 差值直接相關(guān)，從而可分離出不隨溫度變化的本征部分。

測量結(jié)果不準的常見原因： 基底初始彎曲度記錄缺失或厚度測量誤差。森德儀器建議在工藝開始前必須進行原始晶圓的（Pre-scan）。

SEMI MF1390: Standard Test Method for Measuring Warp on Silicon Wafers by Automated Noncontact Scanning.

ASTM B651: Standard Test Method for Measurement of Stress in Electroplated Metallic Coatings with a Beam-Deflectometer.

ISO 14644: 潔凈室環(huán)境下的設備運行規(guī)范。