CN113776934A - 结合强度的测量方法和样品 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种结合强度的测量方法和样品。其中，该测量方法包括：提供待测量样品，至少包括堆叠设置的第一衬底、一层或多层功能层及第二衬底，第一衬底表面的材料与第二衬底表面的材料相同；通过热固型粘接剂，将第一连接件固定在第一衬底表面的第一位置，并将第二连接件固定第二衬底表面与第一位置对应的第二位置；其中，第一连接件的材料与第二连接件的材料相同，且第一连接件的热膨胀系数与第一衬底的热膨胀系数的差值小于预设值；第二连接件的热膨胀系数与第二衬底的热膨胀系数的差值小于预设值；在第一连接件和第二连接件上分别施加相反方向的载荷；利用获得的待测量样品破坏时相对应的载荷的载荷值，分析样品的结合强度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种结合强度的测量方法和样品。
背景技术
三维芯片在晶圆生产、封装和使用等诸多场景中，会遇到复杂的应力状态，如残余应力、热加工产生的热应力、化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)过程中产生的剪切力、划片工艺对边缘产生的冲击力、硅基底减薄过程中产生的弯曲应力。这些作用力均会影响晶圆的膜层间或膜层内部结构的结合状态，进而影响三维芯片的可靠性。为了提高三维芯片的可靠性及标准化程度，有必要对晶圆的膜层间或膜层内部结构的结合强度进行评估。
然而，相关技术中，在进行晶圆的膜层间或膜层内部结构的结合强度测量时，存在测量成功率低的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种结合强度的测量方法和样品。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种结合强度的测量方法，包括：
提供待测量样品，所述待测量样品至少包括堆叠设置的第一衬底、一层或多层功能层及第二衬底，所述第一衬底表面的材料与第二衬底表面的材料相同；
通过热固型粘接剂，将第一连接件固定在所述第一衬底表面的第一位置，并将第二连接件固定所述第二衬底表面与所述第一位置对应的第二位置；其中，所述第一连接件的材料与第二连接件的材料相同，且所述第一连接件的热膨胀系数与第一衬底的热膨胀系数的差值小于预设值、所述第二连接件的热膨胀系数与第二衬底的热膨胀系数的差值小于所述预设值；
在所述第一连接件和第二连接件上分别施加相反方向的载荷；
利用获得的所述待测量样品破坏时相对应的载荷的载荷值，分析所述样品的结合强度。
上述方案中，利用获得的所述载荷值分析所述样品的结合强度，包括：
确定所述待测量样品破坏时，保存当前施加的所述载荷值；
利用保存的载荷值，分析所述样品的结合强度。
上述方案中，所述第一衬底表面的材料和第二衬底表面的材料均为硅，且所述第一连接件的材料和第二连接件的材料均包括可伐合金、因瓦合金、钨、钼、钨铜合金中的一种或多种。
上述方案中，所述预设值小于或等于4×10-6K-1。
上述方案中，所述第一位置与第二位置在与所述第一衬底垂直的方向上的投影重合，且所述第一位置靠近所述第一衬底表面的边缘。
上述方案中，所述热固型粘接剂包括环氧树脂型本胶和硬化剂。
上述方案中，所述提供待测量样品包括：
提供包括第一衬底、位于所述第一衬底的上的第一功能层的第一半导体结构；
提供包括第二衬底、位于所述第二衬底的上的第二功能层的第二半导体结构；
将所述第一半导体结构与所述第二半导体结构面对面贴合。
上述方案中，所述第一半导体结构与所述第二半导体结构为相同的半导体结构。
上述方案中，所述提供待测量样品，包括：
提供待测量结构；
将所述待测量结构切割为预设尺寸，得到所述待测量样品。
上述方案中，利用电镜对所述待测量样品破坏的区域进行观察，从而进行结合强度分析。
上述方案中，所述方法用于测量三维存储器芯片的膜层间或膜层内部的结合强度。
本发明实施例还提供了一种结合强度的测量样品，包括：
待测量样品，所述待测量样品至少包括堆叠设置的第一衬底、一层或多层功能层及第二衬底，所述第一衬底表面的材料与第二衬底表面的材料相同；
固定在所述第一衬底表面的第一位置的第一连接件；
固定在所述第二衬底表面与所述第一位置对应的第二位置的第二连接件；其中，
所述第一连接件的材料与第二连接件的材料相同，且所述第一连接件的热膨胀系数与第一衬底的热膨胀系数的差值小于预设值、所述第二连接件的热膨胀系数与第二衬底的热膨胀系数的差值小于所述预设值。
上述方案中，所述第一衬底表面的材料和第二衬底表面的材料均为硅，且所述第一连接件的材料和第二连接件的材料均包括可伐合金、因瓦合金、钨、钼、钨铜合金中的一种或多种。
上述方案中，所述预设值小于或等于4×10-6K-1。
上述方案中，所述第一位置与第二位置在与所述第一衬底垂直的方向上的投影重合，且所述第一位置靠近所述第一衬底表面的边缘。
在本发明的实施例中，由于采用的连接件的材料与衬底表面的材料的热膨胀系数的差异较小，避免了连接件与衬底在进行固定时，由于加热、冷却所产生的较大的残余应力，进而降低了结合强度测量过程中的连接件与衬底之间的界面开裂而导致测量失败的概率，如此，利用本发明实施例的提供的结合强度的测量方法在进行晶圆的膜层间或膜层内部结构的结合强度测量时，可以获得较高的测量成功率。
附图说明
图1为相关技术中对待测量样品进行双悬臂梁试验的示意图；
图2为本发明实施例提供的结合强度的测量方法的实现流程示意图；
图3为本发明实施例提供的待测量样品的剖面示意图；
图4为本发明实施例提供的样品的贴合过程的示意图；
图5为本发明实施例提供的待测量样品与连接件相连接的示意图；
图6为对本发明实施例提供的对待测量样品实施载荷的示意图；
图7为本发明实施例提供的不同材料的热膨胀系数以及热导率的点值示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
为了测量并评估例如三维存储芯片产品的可靠性及标准化程度，有必要对用于形成三维存储芯片的晶圆上的膜层间或膜层内部的结合强度进行测量。相关技术中，通常采用双悬臂梁试验(Double Cantilever Beam，DCB)定量测量晶圆的膜层间或膜层内部的结合力强度。双悬臂梁拉伸法是一种宏观的键合强度测试方法，具体做法是，首先制备形成上述三维存储芯片的晶圆构成的待测量样品，通过用夹具夹住待测量样品的上下两侧，随后在该待测量样品的两侧分别施加相反的载荷进行拉伸，图1为相关技术中对待测量样品进行双悬臂梁试验的示意图，其中，P表示施加到待测量样品上的载荷。随后，按一定的步进值逐步增大载荷P记录测试待测量样品结构层间或层内的破坏时的载荷临界值，从而能够通过测试待测量样品结构层间或层内的破坏所需要的载荷来表征结合强度。
在该试验中，所施加的拉伸力作用在与待测量样品连接的连接件上。相关技术中，在待测量样品制作过程中，通常采用的连接件的材料为例如铝，同时晶圆衬底的材料为硅，使用粘接剂将两者连接起来。为了保证上述连接的牢固程度，连接件与硅衬底之间需要进行加热，之后需要恢复到室温方可置于DCB机台上进行测试。实际应用中在上述加热和恢复室温后，在硅材料与铝材料的连接界面处容易形成较大的残余应力，进而导致在后续施加载荷的过程中，连接件与衬底表面的连接界面容易开裂，从而导致试验的失败或测试结果不准确。
发明人发现，连接件与衬底表面的连接界面形成残余应力的原因在于：衬底表面的硅的热膨胀系数与连接件的铝的热膨胀系数的差异较大，在如前所述的加热作用下硅和铝各自产生不同程度的形变，同理，在随后的冷却过程中，硅和铝各自将再次产生不同程度的形变，上述两次不同程度的形变导致形成较大的残余应力。这种较大的残余应力进而导致对待测量样品施加一定的载荷时硅与铝发生开裂，当这种开裂先于晶圆的膜层间或膜层内部结构被破坏时，就无法测量晶圆的膜层间或膜层内部结构的结合强度。
基于此，在本发明的各实施例中，由于采用的连接件的材料与衬底表面的材料的热膨胀系数的差异较小，避免了连接件与衬底在进行固定时，由于加热、冷却所产生的较大的残余应力，进而降低了结合强度测量过程中的连接件与衬底之间的界面开裂而导致测量失败的概率，如此，利用本发明实施例的提供的结合强度的测量方法在进行晶圆的膜层间或膜层内部结构的结合强度测量时，可以获得较高的测量成功率。本发明实施例提供一种强度测量方法，图2为本发明实施例结合强度测量方法的实现流程示意图。如图2所示，所述方法包括以下步骤：
步骤101：提供待测量样品，所述待测量样品至少包括堆叠设置的第一衬底、一层或多层功能层及第二衬底，所述第一衬底表面的材料与第二衬底表面的材料相同；
步骤102：通过热固型粘接剂，将第一连接件固定在所述第一衬底表面的第一位置，并将第二连接件固定所述第二衬底表面与所述第一位置对应的第二位置；其中，所述第一连接件的材料与第二连接件的材料相同，且所述第一连接件的热膨胀系数与第一衬底的热膨胀系数的差值小于预设值、所述第二连接件的热膨胀系数与第二衬底的热膨胀系数的差值小于所述预设值；
步骤103：在所述第一连接件和第二连接件上分别施加相反方向的载荷；
步骤104：利用获得的所述待测量样品破坏时相对应的载荷的载荷值，分析所述样品的结合强度。
在步骤101中，如图3所示，所提供的待测量样品10至少包括第一衬底100a、第二衬底100b，在第一衬底100a、第二衬底100b之间设置有功能层200。功能层200可以是一层或多层。
这里所述衬底表面可以理解为衬底的背面，即与衬底正面相反的一面，所述正面为衬底形成有功能层的一面。也就是说，这里所述第一衬底100a表面为第一衬底100a的背面，即第一衬底100a没有形成任何功能层的一面；所述第二衬底100b表面为第二衬底100b的背面，即第二衬底100b没有形成任何功能层的一面。
实际应用中，第一衬底100a表面的材料与第二衬底100b表面的材料相同。在实际应用中，第一衬底100a与第二衬底100b为相同类型的材料，例如为单质半导体，例如为硅或锗。在另一些实施例中，第一衬底100a与第二衬底100b可以是化合物半导体，包括碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟；合金半导体，包括锗硅合金、磷砷化镓、砷铟化铝、砷镓化铝、砷铟化镓、磷铟化镓和/或磷砷化镓铟其中之一，或它们的组合。本领域技术人员可根据实际情况确定第一衬底100a与第二衬底100b所采用的材料。
需要说明的是，第一衬底100a与第二衬底100b为相同类型的材料，但第一衬底100a与第二衬底100b的正面可以经历不同的半导体工艺处理过程，例如掺杂或氧化等，只要第一衬底100a背面的材料与第二衬底100b背面的材料相同即可。
在一些实施例中，第一衬底100a表面与第二衬底100b表面的材料均为硅。这里，将进一步描述如何提供本发明实施例中待测量样品10。图4为本发明实施例提供的样品的贴合过程的示意图。
在一些实施例中，所述提供待测量样品10，包括：
提供包括第一衬底100a、位于所述第一衬底100的上的第一功能层200a的第一半导体结构10a；
提供包括第二衬底100b、位于所述第二衬底100b的上的第二功能层200b的第二半导体结构10b；
将所述第一半导体结构10a与所述第二半导体结构10b面对面贴合。
实际应用中，这里贴合的方式可以是键合的方式。键合技术是指通过化学和物理作用将两块已镜面抛光的同质或异质的晶片紧密地结合起来，晶片接合后，界面的原子受到外力的作用而产生反应形成共价键结合成一体，并使接合界面达到特定的键合强度。常见的键合方式有阳极键合、聚合物晶圆键合、金属键合、直接晶圆键合等，本领域技术人员可根据第一衬底100a和第二衬底100b的材料并综合考虑第一功能层200a和第二功能层200b的材料来选择合适的键合方式。
这里贴合的方式还可以通过粘接剂的方式，即可通过使用粘接剂将所述第一半导体结构10a与所述第二半导体结构10b进行贴合。实际应用中，可以使用下文中介绍的热固型粘接剂。
需要说明的是，所述第一半导体结构10a与所述第二半导体结构10b可以为相同的半导体结构，也可以为不同的半导体结构。也就是说，本发明实施例提供的结合强度的测量方案既可以针对本身就是具有两个衬底结合的半导体结构，也可以针对本身仅形成在一个衬底上的半导体结构。对于本身就是具有两个衬底结合的半导体结构可以直接在两个衬底的表面固定连接件；对于本身仅形成在一个衬底上的半导体结构，需要将两个相同的半导体结构进行贴合后，再在贴合的结构的两个衬底表面固定连接件。
在进行步骤102之前，在一些实施例中，所述提供待测量样品10，包括：
提供待测量结构；
将所述待测量结构切割为预设尺寸，得到所述待测量样品。
这里，所述待测量结构可以为构成三维存储芯片的半导体半成品结构。在一些实施例中，该三维存储芯片可以是包括存储阵列和外围电路的三维存储器，其中，存储阵列和外围电路分别包括衬底和它们各自的功能层。
在实际应用中，可将待测量结构切割成60×3×1.5mm的尺寸。可以采用线切割的方式实施上述切割。本发明实施例对样品的厚度没有特别的要求。样品的厚度取决于上述第一半导体结构10a与所述第二半导体结构的10b厚度。将待测量结构切割为预设尺寸是为了适应双悬臂梁试验机台。由于双悬臂梁要求待测量样品为悬臂梁式结构，因此可以理解，待测量样品优选具有较大的长宽比。在一些实施例中，长宽比可以为15：1～30：1。
在步骤102中，如图5所示，第一连接件300a与第一衬底100a通过粘接剂连接在一起，第二连接件300b与第二衬底100b连接在一起。
这里，所述粘接剂为热固型粘接剂。需要说明的是，由于普通粘接剂，例如室温固化型粘接剂的固化时间难以控制，容易出现局部提前完全固化的情况，从而导致粘接剂局部过脆，进而出现粘接不够牢固的问题。而热固型粘接剂能够较大程度地消除固化时间带来的影响。并且在升温的作用下，热固型粘接剂中的分子之间能够进行充分反应。总而言之，热固型粘接剂可以保证，连接件与衬底表面的粘结足够牢固，以保证连接件与衬底表面的之间的开裂发生在待测量样品膜层间或膜层内部的开裂之后。
在一些实施例中，所述热固型粘接剂包括环氧树脂型本胶和硬化剂。硬化剂的种类有很多，它的选择主要取决于树脂本胶的类型，对硬化剂的性能要求及硬化条件的要求等，如环氧树脂本胶可配套使用胺类、酸酐类、咪唑类、潜性硬化剂类及高分子化合物硬化剂等，可以根据实际情况作进一步选择。需要对热固型粘接剂提供一定的温度以使硬化剂直接参加化学反应，使环氧树脂型本胶和硬化剂进一步聚合和交联成体型网状结构，从而形成不溶、不熔的固态胶接层而达到牢固粘接的目的。
这里，第一连接件300a与第一衬底100a的连接在第一位置X，第二连接件300b与第二衬底100b的连接在第二位置Y，第一位置X与第二位置Y相对应。
在一些实施例中，所述第一位置X与第二位置Y在与所述第一衬底100a垂直的方向上的投影重合，且所述第一位置X靠近所述第一衬底100a表面的边缘，如图5所示，可以理解，第一方面，为了使待测量结构破坏时开裂处呈点状形式逐渐扩大，第一位置X与第二位置Y在与所述第一衬底100a垂直的方向上的投影重合，换句话说，如果两者的投影不重合，则容易出现开裂时的裂口面积较大，这种情况下，后续步骤中所确定的结合强度误差较大；另一方面，为了使待测量结构破坏时开裂处从边缘处开始开裂，第一位置X靠近所述第一衬底100a表面的边缘，换句话说，若将第一位置X设置于第一衬底100a表面的中间位置，将使后续载荷逐渐增大时待测量结构的开裂朝两侧进行，这样也不利于结合强度的确定。基于上述考虑，第一位置X与第二位置Y的这种设置对于双悬臂梁试验而言是优选的。
由于如前所述的第一衬底100a与第二衬底100b的材料也是相同的，并且在一些实施例中的材料为硅，可以理解，所述第一连接件300a的热膨胀系数与第一衬底100a的热膨胀系数的差值小于预设值，因此，所述第二连接件300b的热膨胀系数与第二衬底100b的热膨胀系数的差值也小于预设值。
例如，在第一连接件300a的热膨胀系数大于第一衬底100a的热膨胀系数的情况下，此时，两者的差值为正数。或者，在第一连接件300a的热膨胀系数小于第一衬底100a的热膨胀系数的情况下，此时，两者的差值为负数。
可见，满足第一连接件300a的热膨胀系数与第一衬底100a的热膨胀系数的差值的绝对值小于预设值即可，可以理解的是，不同材料的热膨胀系数不同，该预设值与第一衬底100a的材料相关。在一具体实施例中，第一衬底100a为硅时，硅的热膨胀系数为4×10-6K-1，则预设值可以为[0，4)×10-6K-1。需要说明的是，这里的预设值可包括0×10-6K-1，但不包括4×10-6K-1。换句话说，第一衬底100a表面的材料的热膨胀系数与第一连接件表面的材料的热膨胀系数越接近越好。理论上，对待测量样品进行加热后产生的残余应力的大小正比于第一衬底表面的材料的热膨胀系数与第一连接件表面的材料的热膨胀系数的差值的绝对值。因此，最小化所产生的残余应力实质上为最小化第一衬底表面的材料的热膨胀系数与第一连接件表面的材料的热膨胀系数的差值。所产生的残余应力越小，在施加载荷时，待测量样品的衬底与连接件越不容易开裂，测量成功的概率越高。实际应用中，上述预设值可以根据实际情况进行选择。
在一些实施例中，所述第一衬底表面的材料和第二衬底表面的材料均为硅，且所述第一连接件的材料和第二连接件的材料包括可伐合金、因瓦合金、钨、钼、钨铜合金中的一种或多种。
结合图7，图7为本发明实施例提供的不同材料的热膨胀系数以及热导率的点值图。实际应用中，硅的热膨胀系数为4×10-6K-1，对应于图中直线L0，可伐合金的热膨胀系数为6×10-6K-1，因此两者的差值的绝对值为2×10-6K-1。
在一些实施例中，所述预设值小于或等于4×10-6K-1。因此，根据图7，除了可伐合金之外，因瓦合金、钨、钼、钨铜合金的热膨胀系数与硅的热膨胀系数的差值的绝对值也均小于4×10-6K-1。此外，在图中L1与L2之间的材料均满足其与硅的差值小于上述预设值的要求，因此，本发明实施例的第一连接件的材料不限于上述材料，落入L1与L2范围之间的材料也在本发明实施例的保护范围内。
可以理解，待测量样品在经历加热和冷却后，待测量样品中衬底和连接件的界面处所产生的残余应力正比于上述差值。
在相关技术中，第一连接件的材料和第二连接件的材料通常采用铝，而铝的热膨胀系数为23.2×10-6K-1，铝与硅的热膨胀系数的差值为21×10-6K-1。在对样品进行加热并冷却时，这种较大差值容易引起的较大残余应力。
与相关技术相比，本发明实施例采用硅的第一衬底表面的材料的热膨胀系数与采用因瓦合金等的第一连接件表面的材料的热膨胀系数的差值降低了90％左右，因此，本发明实施例第一衬底和第一连接件的界面处中所产生的残余应力下降了90％左右，因此，极大地降低了待测量样品中残余应力。而对于，因瓦合金、钨、钼、钨铜合金等作为连接件的情况，经计算，样品中所产生的残余应力均能实现大幅下降。
在步骤103中，在所述第一连接件300a和第二连接件300b上分别施加相反方向的载荷。如图6所示，图6为对本发明实施例提供的样品实施载荷的示意图。
此外，所述第一连接件300a的材料与第二连接件300b的材料相同。
在实际应用中，可将上述连接有第一连接件300a和第二连接件300b的样品置于双悬臂梁试验机台中，第一连接件300a和第二连接件300b分别施加相反方向的载荷F1和F2，将a侧(如图6所示)保持在机台夹具上固定，逐步缓慢增加载荷F1和F2的大小。
接下来，在步骤104中，利用获得的所述待测量样品破坏时相对应的载荷的载荷值，即载荷值F1和F2，分析所述样品的结合强度。具体而言，该步骤包括：确定所述样品10破坏时，保存当前施加的载荷值F1和F2。利用保存的载荷值F1和F2，分析所述样品10的结合强度。在上一步骤中，由于F1和F2是逐步缓慢增加的，因此，到达载荷临界值时，样品10被破坏。可以是第一衬底100a与功能层200的交界处开裂，也可以是第二衬底100b与功能层200的交界处开裂，或者，可以是功能层200内部开裂。可以理解，随着载荷F1和F2不断增大，上述开裂会逐渐增大，直到样品完全断裂成两个部分。
在实际应用中，保存或记录所述样品10破坏时的载荷值F1和F2，本领域技术人员可以根据F1和F2定量地分析样品10的膜层或膜间的结合强度，例如，与产品性能合格的标准样品的载荷临界值进行比较以判断该样品是否合格，因此，结合强度的测量结果能够对生产线的调控参数具有更为直接的指导价值。
可以理解的是，本发明实施例提供的结合强度的测量方法的针对性明显，对于具有两个同一表面材料的衬底与功能层形成的三明治结构的膜间或膜层内的结合强度的测量是有利的。由于连接件的材料与衬底的材料的热膨胀系数的差异很小，因此改善了样品制作过程中加热、冷却所产生的应力过大的问题，进而降低了样品在测试过程中的连接件与衬底之间的界面的开裂的概率，从而提高了测量的成功率。
在一些实施例中，可利用电镜对所述待测量样品破坏的区域进行观察，以进行结合强度分析。
在实际应用中，可利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)或透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope，TEM)对样品10的破坏处进行形貌观察，结合上述定量的结合强度进行待测量样品的失效机理分析。
本发明实施例的方法用适于测量三维存储器芯片的膜层间或膜层内部的结合强度。同时也可以应用于其他半导体芯片等膜层间或膜层内部的结合强度的定量测量。本发明实施例的方法能够对半导体芯片的质量进行评估，同时也能为失效分析提供数据支撑。
本发明实施例还提供了一种结合强度的测量样品，包括：
待测量样品，所述待测量样品至少包括堆叠设置的第一衬底100a、一层或多层功能层200及第二衬底100b，所述第一衬底100a表面的材料与第二衬底100b表面的材料相同；
固定在所述第一衬底100a表面的第一位置的第一连接件300a；
固定在所述第二衬底100b表面与所述第一位置对应的第二位置的第二连接件300b；其中，
所述第一连接件300a的材料与第二连接件300b的材料相同，且所述第一连接件300a的热膨胀系数与第一衬底100a的热膨胀系数的差值小于预设值、所述第二连接件300b的热膨胀系数与第二衬底100b的热膨胀系数的差值小于所述预设值。
这里，第一连接件300a和第一衬底100a的热膨胀系数的差值与预设值之间的关系以及第二连接件300b和第二衬底100b的热膨胀系数的差值与预设值之间的关系已在本发明的方法中进行了详细的阐述，这里不再赘述。参考图2至图3，上文中已经详细描述了本发明实施例的测量样品，在此不再赘述。
需要说明的是，上述第一连接件300a和第二连接件300b的形状不作任何限制，它们的形状既可以是方块形，也可以是半圆形或T形等，只要与衬底接触的面是平面即可。此外，为便于DCB测量的载荷施加到第一连接件300a和第二连接件300b，优选在第一连接件300a和第二连接件300b上开设孔，以便于载荷施加主体具有着力点。
本发明实施例提供的待测量样品的可靠性较好，对于测试而言，连接件与衬底之间的连接受温度升高和/或降低的影响较小，即使在连接件与衬底经过加热、冷却的过程的情况下，避免在界面处产生过大的残余应力。因此连接件与衬底之间不容易产生开裂现象，提高了试验的成功率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种结合强度的测量方法，其特征在于，包括：
提供待测量样品，所述待测量样品至少包括堆叠设置的第一衬底、一层或多层功能层及第二衬底，所述第一衬底表面的材料与第二衬底表面的材料相同；
通过热固型粘接剂，将第一连接件固定在所述第一衬底表面的第一位置，并将第二连接件固定所述第二衬底表面与所述第一位置对应的第二位置；其中，所述第一连接件的材料与第二连接件的材料相同，且所述第一连接件的热膨胀系数与第一衬底的热膨胀系数的差值小于预设值、所述第二连接件的热膨胀系数与第二衬底的热膨胀系数的差值小于所述预设值；
在所述第一连接件和第二连接件上分别施加相反方向的载荷；
利用获得的所述待测量样品破坏时相对应的载荷的载荷值，分析所述样品的结合强度。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，利用获得的所述载荷值分析所述样品的结合强度包括：
确定所述待测量样品破坏时，保存当前施加的所述载荷值；
利用保存的载荷值，分析所述样品的结合强度。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述第一衬底表面的材料和第二衬底表面的材料均为硅，且所述第一连接件的材料和第二连接件的材料均包括可伐KOVAR合金、因瓦INVAR合金、钨、钼、钨铜合金中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，所述预设值小于或等于4×10-6K-1。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述第一位置与第二位置在与所述第一衬底垂直的方向上的投影重合，且所述第一位置靠近所述第一衬底表面的边缘。
6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述热固型粘接剂包括环氧树脂型本胶和硬化剂。
7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述提供待测量样品包括：
提供包括第一衬底、位于所述第一衬底的上的第一功能层的第一半导体结构；
提供包括第二衬底、位于所述第二衬底的上的第二功能层的第二半导体结构；
将所述第一半导体结构与所述第二半导体结构面对面贴合。
8.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述第一半导体结构与所述第二半导体结构为相同的半导体结构。
9.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述提供待测量样品，包括：
提供待测量结构；
将所述待测量结构切割为预设尺寸，得到所述待测量样品。
10.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，利用电镜对所述待测量样品破坏的区域进行观察，从而进行结合强度分析。
11.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述方法用于测量三维存储器芯片的膜层间或膜层内部的结合强度。
12.一种结合强度的测量样品，其特征在于，包括：
待测量样品，所述待测量样品至少包括堆叠设置的第一衬底、一层或多层功能层及第二衬底，所述第一衬底表面的材料与第二衬底表面的材料相同；
固定在所述第一衬底表面的第一位置的第一连接件；
固定在所述第二衬底表面与所述第一位置对应的第二位置的第二连接件；其中，
所述第一连接件的材料与第二连接件的材料相同，且所述第一连接件的热膨胀系数与第一衬底的热膨胀系数的差值小于预设值、所述第二连接件的热膨胀系数与第二衬底的热膨胀系数的差值小于所述预设值。
13.根据权利要求12所述的测量样品，其特征在于，所述第一衬底表面的材料和第二衬底表面的材料均为硅，且所述第一连接件的材料和第二连接件的材料均包括可伐合金、因瓦合金、钨、钼、钨铜合金中的一种或多种。
14.根据权利要求13所述的测量样品，其特征在于，所述预设值小于或等于4×10-6K-1。
15.根据权利要求12所述的测量样品，其特征在于，所述第一位置与第二位置在与所述第一衬底垂直的方向上的投影重合，且所述第一位置靠近所述第一衬底表面的边缘。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |