薄膜材料电/热/力耦合作用下性能测试系统及测试方法

摘要

本发明涉及对具有微/纳米尺度的薄膜材料、集成电路用金属化互连体薄膜及导线在电/热/力耦合作用下进行可靠性能原位测试与评价的系统搭建及性能测试方法。该系统提供了可原位加工各种形状的微/纳米尺度薄膜材料，利用交、直流电测试材料在电/力/热耦合作用下力学性能和物理性能、以及进行原位的实时三维表征等功能。利用交流电所引起的金属线中的焦耳热及薄膜/基体的热膨胀系数差异形成的热循环应力，对金属薄膜施加热疲劳载荷，结合原位的微观观察及随后的FIB三维表征对具有微/纳米尺度的薄膜材料和各种低维导线进行可靠性测试与评价。本发明搭建的系统集原位微加工、性能测试及表征于一体，测试材料的力学性能以及电迁移等物理性能。

主权项

1.一种薄膜材料电/热/力耦合作用下性能的测试系统，其特征在于整个电/热/力耦合性能测试系统由三部分组成：(1)样品加电部分，由电源、信号发生器和功率放大器组成，电源通过由信号发生器指挥的功率放大器与样品相连，负责给样品施加电流；(2)与样品连接部分，由四个微动机械手和四个金属探针组成，金属探针被固定在微动机械手上，通过控制机械手的移动，使金属探针的针尖接触到待测样品的两端，两个微动机械手通过导线与功率放大器的两个端口相连；(3)测试与分析部分，包括示波器以及与示波器相连的计算机，两个微动机械手通过导线与示波器的两个端口分别相连，负责进行数据分析与反馈控制，计算机将分析结果通过示波器传递给信号发生器，然后给样品施加修正后的电流。