[发明专利]微观表面粘附能的测量方法

权利要求书

1.一种微观表面粘附能的测量方法，其特征在于： 

一个用于测量的双端固支梁固定于待测试芯片的表面，双端固支梁通过控制工艺参数具有最低的残余应力； 

采用应力刚化效应，拉伸已粘附的双固梁结构所在芯片，引入拉应变，使得双端固支梁弹性回复力增加，逐渐克服粘附力使梁抬升，粘附长度减小，直至完全解粘附回复到水平状态； 

利用光学方法观测提取双端固支梁在应力变化整个过程中的参数变化，通过粘附能计算公式计算粘附能。 

2.与权利要求1所述的结构及原理配套的测量方案，其特征在于，具体包括以下步骤： 

1)选择合适梁长的双端固支梁结构，使梁结构刚度较小，容易粘附。采用MEMS硅工艺和材料在矩形硅测试芯片上加一根适当长度的双端固支梁。控制退火工艺使得梁结构中残余应力为最低。 

2)使用HF溶液对加工好的整个芯片连带梁结构进行湿法释放，利用原子力探针迫使该梁粘附到衬底上且不回复或使梁在释放后自动粘附到衬底上。 

3)将测试芯片两端用强力胶，或夹具固定在拉伸试验仪上，并使梁长方向对准拉伸方向； 

4)逐渐加大拉伸仪拉力，使梁中拉应变和结构刚度增加，克服粘附力逐渐抬升，直至完全解粘附，回复水平位置，根据硅的弹性模量值控制拉伸仪的拉伸力，使正应变范围一定之间，不致导致芯片或梁被拉断； 

5)利用光学方法，如白光干涉仪记录不同拉伸力对应的双端固支梁的粘附形貌，由此计算和分析表面粘附能的大小，以及随粘附长度的变化关系。 

3.与权利要求1所述的结构及原理配套的计算方案，其特征在于，计算得出表面粘附能的大小为： 

其中E是梁的杨氏模量，I是梁的惯性矩，h是梁厚，L和L_s分别是梁的粘附长度。