专利名称：薄膜导体的静电粘着性测试仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及粘着性测试领域，特别是涉及薄膜导体及多种衬底的无接触粘着性测试法。
背景技术：
描述在半导体制造领域内，金属薄膜是制造超大规模集成(VLSI)器件中的重要元件。这些金属薄膜通常或是用汽相淀积，或是溅射于不同材料制作的衬底上。典型的应用是将薄膜金属淀积于介电物层上以生成CMOS(互补金属氧化物半导体)器件中的互连层。
VLSI制造要求薄膜金属必须满足几个严格的结构、化学及电学方面的要求。VLSI器件制造中普遍关心的一点是将亚微米特征图形刻蚀到薄膜金属中的能力。为促进这种细微刻蚀，对材料制造必须仔细控制。VLSI器件生产中细线宽和高密度的要求提出了对颗粒缺陷和薄膜瑕疵(比如针孔)的密度要极低的严格要求。这类亚微米刻蚀的一个结果是底层表面经常变得相当粗糙。因此在下置衬底和上覆薄膜金属之间必须具有优良的粘着性。
在VLSI加工中所使用的薄膜金属的粘着性在其整个淀积期间必须是高质量的并在其后继续保持。如在任何时候金属薄膜脱离衬底，器件几乎肯定失效。因此，优良的粘着性是保证器件可靠性所必需的。粘着强度将迅速成为微电子工业的严格量度，特别是随着材料系统和器件变得越来越复杂。
在过去的技术中为测定衬底上薄膜金属的粘着强度使用了多种方法和技术。早期的一种粘着性测量方法是将一片胶带压在薄膜表面上，然后将胶带拉起。之后检查胶带和表面来确定是否有任何部分胶带或全部胶带被拉掉。这一方法成为“胶带测试”，并且胶带测试为失败显然表示该薄膜不适用于器件制造。这一测试的最重要的缺点是这种薄膜粘着强度的测量只是定性的，并且得到的结果分布很离散。
一直用来测量粘着强度的第二种方法是“划痕”或“凹痕”法。这一方法获得的结果既取决于薄膜的硬度也取决于薄膜的粘着质量。这一过程开始时，将一个铬钢尖端垂直压在薄膜表面上，然后沿薄膜表面纵向移动。尖端的压力逐渐加大直到尖端将薄膜全部从衬底上除去。然后利用显微镜观察去掉薄膜的凹槽。施加在尖端的最大压力就作为薄膜粘着强度的度量。作为这种胶带测试改进方案的凹痕法却很耗费时间，并且需要从其他测量的组合中得出粘着强度的大小。
从前用来测量薄膜金属的粘着强度的第三种方法要求将一个小试针用树脂粘在薄膜表面上。然后从试针及树脂周围去除环绕的薄膜材料。之后，在试针上施加垂直于薄膜金属表面的作用力，一直到衬底和薄膜之间的粘合断掉，或者是薄膜金属和试针之间的树脂粘合断掉。这一方法经常产生不一致的结果。这一方法也要求很长的试样制备时间，并且如果树脂粘合首先断掉就得不到有意义的数据。此外，选择合适的树脂防止与薄膜发生任何可歪曲结果的反应是很关键的。
已经证实上述测试薄膜金属粘着强度的方法具有试样制备时间长和只能产生需要从其他材料解出粘着强度大小的定性结果的缺点。最好是能有一种经过改进的测试薄膜金属的粘着强度的方法。
发明概述薄膜导体静电粘着性测试仪可解决大部分上述问题。在一个实施例中提供一种测试在衬底上形成的薄膜导体的粘着强度的装置。此装置包括一个主要由导电部分构成的粘着性测试仪。此导电部分施加于薄膜导体之上并且在物理上不与薄膜导体接触而是在其间留有很小的空间。还可将电源连接到粘着性测试仪、薄膜导体或两者以便在导电部分和薄膜导体之间产生一个电位差。此电位差在导电部分和薄膜导体之间产生一个在薄膜导体之中引起应力的电场。还可提供一个测量装置用来连接粘着性测试仪及薄膜导体以便测量电场的电参数，该参数就是粘着强度的指标。
粘着性测试仪还可包含一个或多个与导电部分连接的支撑部分以便将导电部分紧靠着薄膜导体精确定位。上述的电源是可调节的，以便可以将导电部分和薄膜导体之间的电位差加大。调节此电位差可控制导电部分和薄膜导体之间的电场并容许电场增加到使薄膜导体从衬底剥离接触导电部分的程度。将测量装置连接在薄膜导体和导电部分之间以便检测就在薄膜导体接触导电部分之前的电参数。另一种办法是将测量装置配置成可检测电参数的重大变化率。通常是粘着性测试仪及由薄膜导体构成的衬底两者都置于真空室中以防止发生电弧。
还有，本发明旨在提出一种测试在衬底上形成的薄膜导体的粘着强度的方法。这一方法包括通过将粘着性测试仪的导电部分紧靠着薄膜导体放置，但与薄膜导体不发生物理接触而是形成一个电容器的步骤；然后在导电部分和薄膜导体之间生产一个电位差以便在导电部分和薄膜导体之间产生一个相应的电场；之后测量电容器的电参数，其中的电参数就是薄膜导体的粘着强度的指标。
本发明还旨在提供一种用于测试在衬底上形成的薄膜导体的粘着强度的系统。此系统包含粘着性测试仪、电源及测量装置。粘着性测试仪包含一个在粘着性测试仪应用于所述薄膜导体时不与所述薄膜导体发生物理接触的导电部分。电源用于连接到粘着性测试仪或薄膜导体并能在导电部分和薄膜导体之间产生电位差。此电位差在导电部分和薄膜导体之间产生一个电场。此电场在薄膜导体之中引起应力。此测量装置与粘着性测试仪或薄膜导体连接以便测量所述电场的电参数。此电参数就是薄膜导体的粘着强度的指标。
与此类似，本发明还旨在提供一种用于测试在衬底上形成的薄膜导体的粘着强度的方法，其构成包括下列步骤形成电容器、在电容器的导电部分和薄膜导体之间产生电位差、并测量作为薄膜导体的粘着强度指标的电容器的电参数。电容器的形成是通过将粘着性测试仪的导电部分置于紧靠着所述薄膜导体之处，其中所述导电部分不与所述薄膜导体发生物理接触。电位差在所述导电部分及薄膜导体之间产生电场，其中所述电场在所述薄膜导体之中引起应力。
附图简介在参考附图并阅读下面的描述之后可以清楚地了解本发明的其他目的及其优点，附图中
图1为两个平行导体平板之间的静电应力示意图；图2为静电粘着性测试仪的略图；图3为测试粘着强度的方法的流程图；图4为三种金属化的粘着强度的维泊尔(Weibull)分布曲线；图5为测试薄膜的特征粘着强度及维泊尔模数表；图6A为微型鼓泡粘着失败的俯视图；图6B为6A中的微型鼓泡之一的剖视图。
虽然本发明可用于各种变形及其它形式，其具体实施例是通过附图中的示例示出，并且下面将予以详细说明。然而，应当认为，此处的附图及详细说明并不想将本发明局限于所公开的具体形式，而是相反地，是为了覆盖所有包括在由下面的权利要求所确定的本发明的精神和范围中的变形、等效物及其他形式。
发明详述参考图1，其中示出根据本发明的一个实施例的两个平行导体平板之间的静电应力示意图。这一技术的原理是利用电场产生的可计量的法向张力来使薄膜金属化层与其半导体衬底分层。图1示出用于测试在衬底104上形成的薄膜金属102的粘着强度的系统100。薄膜金属102与粘着性测试仪101的导电部分110通过电源120连接。电源120最好是可调的，并可在导电部分110上产生正电荷。薄膜金属102可带负电也可接地。这一系统的模型是简单平行平板电容器。对于与接地的薄膜金属102相对并带有均匀表面电荷密度ρ的导电部分110，根据高斯定律可计算出插入介电物中的电场160，等于表面电荷密度除以真空电容率与分隔导电部分110和薄膜金属102的材料的介电常数的乘积。在此具体实施例中分隔导电部分和薄膜金属的介电物是空气，其相对电容率为1.00059。电场160还可定义为单位静电荷的总静电力。在导电部分110和薄膜金属102表面上产生的静电力130垂直表面，因此电场160可以用标量关系式E＝F/q表示。考虑到电荷密度ρ＝q/A及机械应力σ＝F/A，静电场130还可以表示为E＝σ/ρ。机械应力σ和电场E之间的关系式可表示为σ＝κε0E2。
在这种平行平板几何形状的特例中，电场160可简单地表示为电位或外加电压V除以平板分隔距离d。一般讲，对粘着性测试的场合，介电物为真空，真空的电容率为ε0＝8.85×10-12C2/Nm2。从而静电力130可只利用外加电压及分隔距离表示为σ(MPa)＝8.85[(V(kV))/(d(μm))]2。
应当指出，上面的讨论不仅适于淀积于衬底上的金属薄膜，而且也适用于其他导体薄膜。特别是，如果介电物材料受到可使其发生介电物击穿的电场的作用，介电物薄膜的粘着强度也可利用本发明进行测试。在这种条件下，介电物薄膜变成导电性，并且上述静电应力的表达式可用来确定介电物薄膜上的静电应力。
本技术的可行性是依赖于获得相当高的E值，从而达到相当高的σ值。为了在金属化层中生成不高于100MPa的应力，电场160应当最好是大约为109V/m量级。测量装置140用于测量电场160的电参数。记录的最简单的测量结果是导电部分110和薄膜金属102之间的电位差。
为了利用最大输出为10kV的电源生成高达100MPa的应力，导电部分110和薄膜金属102之间的分隔距离应当最好是微米量级。因此，通常更实际的办法是通过调节相当高的电压而不是相当小的间隙来控制电场。
图2为静电粘着性测试系统100的实施例的略图。测试系统100包含粘着性测试仪101、电源120及测量装置140。粘着性测试仪101包含两个与导电部分110连接的陶瓷支撑元件210。导电部分110通常由铜制成，在一个实施例中其厚度大约为0.65mm。由陶瓷支撑元件210及位于其间的铜导电部分110构成的粘着性测试仪101在施加到薄膜金属102上时应使陶瓷支撑元件210与薄膜金属102接触。
在一个优选实施例中，陶瓷支撑元件210的接触表面是经过精细抛光的氧化铝。陶瓷支撑元件210支撑导电部分110使其避免接触薄膜金属102。导电部分110保持在紧靠薄膜金属102的位置，在两者之间产生一个大约为2μm的间隙。此间隙可很合适地用各种介电物包括空气充填。陶瓷支撑元件210和铜导电部分的合适尺寸大约为7×10×8mm。
将导电部分110应用于薄膜金属102上的另外一种方法(未示出)是将导电部分110连接到一个将导电部分110的表面定位于平行薄膜金属102表面状态的机械臂。此机械臂可以在两个表面之间留下一个大约为2μm的间隙而无需任何如图2所示的支撑部分。
为防止电弧，此装置置于真空室150中。在一个实施例中，由一台可提供10-6乇的真空度的机械泵作为前级扩散泵，这个真空度对于此装置的正常工作已经足够。可采用一个冷阱来减小油对试样的污染。另外，导电部分110的边缘可倒角处理成为漫圆性以便进一步防止电弧。
在导电部分110和薄膜金属102之间的电位差可通过从电源120施加电压提供。在一个优选实施例中，电源120包含一个与电阻220串联的电压源222。示例性电压源为索楞逊(Sorensen)5伏电源，在电流为50mA时其最大电压12kV。测量装置140系准备用来测量导电部分110和薄膜金属102之间的电场的电参数。比如，测量装置140可测量两个表面之间的电容或电位差。记录的最简单的测量是电位差或电压。测量电源120施加的精确的电压的示例性装置是BK精密万用表(型号2835DMM)。本发明中所使用的电阻220通常是50Ω电阻器。在测试试样时，是通过增加电压逐渐提高电场，直到出现短路。这就是薄膜金属102接触导电部分110的时点。失效时的电压可在伏特计上读出并用来确定110的分层应力。
在各组实验之间，清洗并抛光粘着性测试仪101以便防止微粒蓄积。导电部分110和薄膜金属102之间的间隙的改变可通过扫描电镜测量并与必需的计算结合起来。一般讲，采用的间隙为1.2至4μm。
图3示出的为测试薄膜金属的的粘着强度的方法一个实施例的流程图。首先，如步骤310所示，形成一个电容器。电容器的形成是通过将粘着性测试仪的导电部分置于紧靠薄膜金属处但不使导电部分与薄膜金属接触而完成。在现在的优选实施例中，在导电部分和薄膜金属之间的间隙最适合是在大约1至4μm的范围内。在电容器形成之后，在电容器的两个极板之间产生一个电位差，如图3中的步骤320所示。电容器极板之间的电位差产生一个在金属薄膜中引起应力的电场。在电位差产生之后，测量电容器的电参数。选择进行测量的电参数是薄膜金属粘着强度的指标。电参数的测量由图3中的步骤330表示。在一个实施例中，粘着性测试仪包含一个或多个与导电部分连接的支撑构件以便将导电部分置于紧靠近薄膜金属的位置但又不接触薄膜金属。在一个实施例中，此方法还包含在测量时调节导电部分和薄膜金属之间的电位差的步骤(图3中未示出)。这样，导电部分和薄膜金属之间的电场就可在本方法的测量部分中进行控制。在一个实施例中，调节过程包括增加电位差直到薄膜金属接触粘着性测试仪的导电部分为止，在此实施例中，测量最好是确定在薄膜金属接触导电部分之前的最接近的时刻的电参数值。在此实施例中，试图由增加电位差造成的电场增加，最终会在薄膜金属中引起足以使薄膜金属离开下置的衬底并最后迫使薄膜金属与粘着性测试仪的导电部分接触。在一个实施例中，试图使导电部分和薄膜金属之间的电位差导致在第一期间中在电参数中产生第一变化率。在第二期间中测量检测到在电参数中产生的第二变化率，通常比第一变化率为大。在此实施例中，测量确定紧接着第一期间之后的电参数的数值。在此实施例中的企图是在薄膜金属分层之前的时刻使测得的电参数，无论是电位差、电容、电容器电流或是某个其他合适的参数，的变化率将显著有别于在金属分层之后具体参数的变化率，分层之后更具体说来，就是在薄膜金属接触粘着性测试仪的导电部分的时刻之后。还有一个企图是本发明的一个实施例可设计成为测量所希望的一个电参数的变化率而不是直接测量和报告电参数。
在一个实施例中，产生电位差是通过施加一个电压到导电部分、薄膜金属或两者之上而完成的。电压在导电部分和薄膜金属之间产生在薄膜金属之间引起应力的电场。电位差的产生在现在的优选实施例中最好是通过将电源通过薄膜金属和粘着性测试仪的导电部分连接而完成。在一个优选实施例中，粘着性测试仪和衬底在进行粘着性测试之前置于真空室中以防止电弧。在一个实施例中，在产生电位差之后经过预定的时间间隔后测量电参数。在此实施例中，希望失效测试可通过经过规定的时间间隔简单测量电参数来实施，并且如果测得的参数在规格之内，就可指明该薄膜具有足够的衬底粘着强度。在另外的实施例中，电参数可以是导电部分和薄膜金属之间的电位差，或是由导电部分和薄膜金属构成的电容器的电容。在现在的优选实施例中，电位差的范围大约是1kV至12kV。
图4为下面三种金属化层粘着强度的维泊尔分布曲线图铝-2％铜合金、无搀杂的纯铜及铝二氧化硅多层结构。这三种金属化层的厚度为1μm，是利用直流磁控管溅射到部分氧化的单晶硅衬底上。静电粘着性测试系统通常测量的粘着强度表现很大的分散性，因而应当进行维泊尔统计分析。
将维泊尔分布函数(σ0＝0)取两次自然对数可得出ln In[1/(1-Pf(V))]＝m ln(σ/σ0)，其中σ0是特征应力，其定义为总体的63％失效时的应力。在上述方程中，m是代表缺陷敏感度的维泊尔模数。于是方程左边与ln(σ)的关系曲线是一根直线。直线的斜率是m，并且X轴截距是ln(σ0)。图4中的维泊尔曲线显示线性关系，表示维泊尔统计可用于粘着强度分析。
图5列出各金属化层的特征粘着强度σ0，及维泊尔模数m。从图中可知，Al-2％Cu合金金属化层具有比其他两种金属化层更高的特征粘着强度。Al多层薄膜具有较低的特征粘着强度。同时，Al-2％Cu金属化层具有比铜和Al多层薄膜大的维泊尔模数。这样，在Al-2％Cu金属化层中分层分散较其他两种的为小。
图6A及图6B示出在通过鼓泡形成时发生分层的薄膜金属102的分层。鼓泡602可利用场致发射扫描电镜(FESEM)观察。鼓泡602的尺寸通常是直径大约为15μm。静电力604使鼓泡602的中央部分破裂，从而使其与粘着性测试仪101的导电部分110接触。图6B还示出鼓泡602在静电场作用下的生长情况。
薄膜金属102的分层和破裂是静电场逐渐增大的结果。静电场的这种增加招致法线应力将薄膜金属102从衬底104上作为潜在的分层点的界面瑕疵处上升。当达到临界分层应力时，瑕疵处的一个区域就脱离而形成鼓泡602。鼓泡602将自发地生长，无需场应力大于临界分层应力。薄膜中的经向张应力也增加。当这些应力到达薄膜金属102的断裂强度时，薄膜金属102一些部分将分层并触及粘着性测试仪101的导电部分110，从而造成短路。
在界面是的分层瑕疵也可以是空洞、界面污染、晶粒边界或界面化学反应物。如果在启动断裂时有两种以上瑕疵其作用，则测得的数据在维泊尔曲线中将落入非线性关系区。在具有不同斜率的曲线部分之间将出现一个拐点。不过图4上的所有曲线都显示出清楚的直线关系。
对于图6A和6B中所示出的鼓泡602，应力在鼓泡的中心处达到极大值。对典型的铝膜鼓泡，计算出张应力大约为83MPa。这一应力高于55MPa的破裂应力，此数值是在同样厚度的自由直立的Al-1％Si薄膜的鼓泡测试中测得的。作为比较，容积铝(1100)为89MPa。薄膜金属102在鼓泡602中心处的张应力达到材料的断裂强度时破裂。破裂的薄膜通过与粘着性测试仪101的导电部分110接触而造成短路。
典型的鼓泡602的中心高度下限为0.34μm。同样，典型的鼓泡602的中心高度的上限为1μm。因为在粘附性测试中鼓泡的生长是比在扩胀测试中迅速得多的过程，所以预期断裂应变比较在扩胀测试中小，并且因而鼓泡的中心部分的高度将比计算值为小。
如上所述，材料导电部分110和薄膜金属102之间的电位差是一个确定薄膜金属102的粘着强度的优选的方法。然而，也可采用其他的方法。代替方法之一是实验测量装置140确定导电部分110和薄膜金属102之间的电场经历了很大的变化率。电场的变化率的增加易于检测，因为从薄膜102最初开始形成鼓泡到其扩张并接触导电部分110的时间极其短暂，为微秒的量级。这与将电源稳定提高到察觉有短路发生时所产生的缓慢并可预测的变化率相比较大相径庭。因此，两种变化率的区分相当容易，并且测量装置可进行相应的设计。
另一种确定薄膜金属102和衬底104之间的粘着强度的代替方法是在导电部分110和薄膜金属102之间在预先确定的时间产生一个预先确定的电位差，并且通过视觉观察试样来确定是否有以鼓泡形式发生的分层。换言之，如试样经受电场的预定水平的应力，并且未发生分层，则可以认为粘着强度足够，已经通过阈值测试。
本领域的技术人员将会从本发明及此处描述的优选实施例在获取有关薄膜金属的粘着强度的定量信息方面得到帮助。对本领域的技术人员而言，很明显，所描述的方法和设备的每一个部分都可以进行各种改变和修改。因此，下面的权利要求书应当理解为涵盖所有这些改变和修改，因而本说明书及附图应当视为示例性的而不是限制性的。
权利要求
1.一种测试在衬底上形成的薄膜导体的粘着强度的方法，包括下列步骤通过将粘着性测试仪的导电部分紧靠着所述薄膜导体放置而形成一个电容器，其中所述导电部分与所述薄膜导体不发生物理接触；在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生一个电位差，其中所述电位差在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生一个电场，其中所述电场在所述薄膜导体中引起应力；以及测量所述电容器的电参数，其中所述电参数就是所述粘着强度的指标。
2.如权利要求1的方法，其中所述粘着性测试仪还包含一个或多个与所述导电部分连接的支撑部分，且所述放置所述导电部分的步骤包括将所述粘着性测试仪用于所述薄膜导体，其中所述一个或多个支撑部分接触所述薄膜导体。
3.如权利要求1的方法，其中还包括在所述测量期间调节所述导电部分和所述薄膜导体之间的电位差以便控制在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生的所述电场。
4.如权利要求3的方法，其中所述调节所述导电部分和所述薄膜导体之间的电位差包括加大所述电位差直到所述薄膜导体接触所述导电部分。
5.如权利要求4的方法，其中所述测量确定紧靠所述薄膜导体接触所述导电部分之前的所述电参数。
6.如权利要求3的方法，其中调节所述导电部分和所述薄膜导体之间的电位差导致在第一期间在所述电参数中产生的第一变化率；所述测量检测在第二期间的第二变化率，其中所述第二变化率大于所述第一变化率；而且所述测量确定紧靠第一期间之后的所述电参数。
7.如权利要求1的方法，其中所述产生电位差包括将一个电压至少施加于所述导电部分和所述薄膜导体之一，所述电压在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生电场，所述电场在所述薄膜导体中引起应力。
8.如权利要求7的方法，其中在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生电位差包括将电源连接到所述导电部分和所述薄膜导体。
9.如权利要求1的方法，其中还包括将所述衬底置于真空室中；其中所述安置粘着性测试仪、产生电位差及测量所述电参数是在所述真空室内进行以便防止电弧。
10.如权利要求1的方法，其中所述电场引起薄膜导体的分层，所述测量电参数是在所述产生之后经过预定的时间间隔进行。
11.如权利要求1的方法，其中所述电参数是所述导电部分和所述薄膜导体之间的电位差。
12.如权利要求1的方法，其中所述电参数是所述导电部分和所述薄膜导体之间的电容。
13.如权利要求1的方法，其中所述测量包括测量所述电参数的变化率。
14.如权利要求1的方法，其中在所述应用之后，所述导电部分和所述薄膜导体由一介电物分隔。
15.如权利要求14的方法，其中所述介电物是空气。
16.如权利要求1的方法，其中所述电位差在1kV至12kV范围内。
17.如权利要求1的方法，其中在所述应用之后，所述第一和第二极板隔开一个范围在1.2至4微米的距离。
18.一种测试在衬底上形成的薄膜导体的粘着强度的方法，包括下列步骤通过将粘着性测试仪的导电部分紧靠着所述薄膜导体放置而形成一个电容器，其中所述导电部分与所述薄膜导体不发生物理接触；在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生一个电位差，其中所述电位差在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生一个电场，所述电场在所述薄膜导体中引起应力；以及在所述产生之后确定所述薄膜导体的条件，其中所述薄膜导体的所述条件是所述粘着强度的指标。
19.如权利要求18的方法，其中所述产生所述电位差包括将所述电位差施加一段预先确定的时间。
20.一种测试在衬底上形成的薄膜导体的粘着强度的方法，包括下列步骤将所述粘着性测试仪应用于所述薄膜导体，其中所述粘着性测试仪还包含一个与所述一个或多个支撑部分连接的导电部分，所述一个或多个支撑部分接触所述薄膜导体，而所述导电部分物理上不接触所述薄膜导体；在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生一个电位差，其中所述电位差在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生一个电场，所述电场在所述薄膜导体中引起应力；以及测量所述电容器的电参数，其中所述电参数就是所述粘着强度的指标。
21.一种测试薄膜导体的粘着强度的系统，其中所述薄膜导体是在衬底上形成的，此系统包括粘着性测试仪，其中包括一个导电部分，所述导电部分在所述粘着性测试仪应用于所述薄膜导体时不与所述薄膜导体发生物理接触；电源，用于至少连接到所述粘着性测试仪和所述薄膜导体之一并能在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生电位差，其中所述电位差在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生一个电场，所述电场在所述薄膜导体之中引起应力；以及测量装置，用于至少连接到所述粘着性测试仪和所述薄膜导体之一以便测量所述电场的电参数，其中所述电参数就是所述薄膜导体的粘着强度的指标。
22.如权利要求21的系统，其中所述粘着性测试仪还包含一个或多个与所述导电部分连接的支撑部分，在将所述所述粘着性测试仪应用于所述薄膜导体时，所述一个或多个支撑部分接触所述薄膜导体。
23.如权利要求21的系统，其中所述电源是可调的。
24.如权利要求23的系统，其中所述电源可通过操作来增加在所述导电部分和所述薄膜导体之间的所述电位差，直到所述薄膜导体接触所述导电部分；以及所述测量装置检测紧靠所述薄膜导体接触所述导电部分之前的所述电参数。
25.如权利要求23的系统，其中所述电源可通过操作来增加在所述导电部分和所述薄膜导体之间的所述电位差以便在第一期间在所述电参数中产生第一变化率；所述测量装置检测在第二期间的第二变化率，其中所述第二变化率大于所述第一变化率；以及所述测量装置用来确定紧靠出现所述第二变化率之前的所述电参数。
26.如权利要求21的系统，其中所述导电部分用作电容器的电源极板，所述薄膜导体用作所述电容器的第二极板；所述电源可通过操作在所述电容器的所述第一和第二极板之间产生电位差，所述电位差在所述第一和第二极板之间产生电场；以及所述测量可通过操作测量所述电容器的电参数，所述电参数就是所述粘着强度的指标。
27.如权利要求21的系统，其中所述电源可通过操作在所述导电部分和所述薄膜导体中的至少一个之上施加电压，所述电压在所述导电部分和所述薄膜导体之间产生一个电场，所述电场在所述薄膜导体之中引起应力。
28.如权利要求21的系统，其中还包括配置为用来接受所述衬底的真空室；其中，所述粘着性测试仪在其用于所述薄膜导体时是设置于所述真空室中的；且所述测量装置通过操作可测量所述真空室中的所述电场的所述电参数以便防止电弧。
29.如权利要求21的系统，其中所述电场引起薄膜导体分层，所述测量装置可通过操作测量在所述电位差产生所述电场之后时的所述电参数。
30.如权利要求21的系统，其中所述电参数是所述导电部分和所述薄膜导体之间的电位差。
31.如权利要求21的系统，其中所述电参数是所述导电部分和所述薄膜导体之间的电容。
32.如权利要求21的系统，其中所述测量包括测量所述电参数的变化率。
33.如权利要求21的系统，其中还包括在所述导电部分和所述薄膜导体之间的介电物。
34.如权利要求21的系统，其中所述介电物是空气。
35.如权利要求21的系统，其中所述电位差在1kV至12kV范围内。
36.一种测试薄膜导体的粘着强度的系统，其中所述薄膜导体是在衬底上形成的，此系统的构成包括粘着性测试仪，其中包括一个或多个支撑部分；与所述一个或多个支撑部分连接的导电部分，其中，所述一个或多个支撑部分在所述粘着性测试仪用于所述薄膜导体时是用来与所述薄膜导体接触的，所述导电部分在所述粘着性测试仪应用于所述薄膜导体时在物理上是不与所述薄膜导体接触的，且当所述粘着性测试仪应用于所述薄膜导体时，所述导电部分用作电容器的第一极板，而所述薄膜导体用作所述电容器的第二极板；电源，用来连接所述粘着性测试仪和所述薄膜导体以便在所述电容器的所述第一和第二极板之间产生电位差，其中所述电位差在所述第一和第二极板之间产生电场，所述电场在所述薄膜导体之中引起应力；以及测量装置，用来连接所述粘着性测试仪和所述薄膜导体之中至少一个以便测量所述电容器的电参数，其中所述电参数是所述粘着强度的指标。
全文摘要
一种静电粘着性测试仪。在一个实施例中,提供一种测试在衬底上形成的薄膜导体的粘着强度的装置,此装置包括一个主要由导电部分构成的粘着性测试仪。此导电部分施加于薄膜导体之上并且在物理上不与薄膜导体接触,而是在其间留有很小的空间。还可将电源连接到粘着性测试仪、薄膜导体或两者以便在导电部分和薄膜导体之间产生一个电位差。此电位差在导电部分和薄膜导体之间产生一个在薄膜导体之中引起应力的电场。还可提供一个测量装置用来连接粘着性测试仪及薄膜导体以便测量电场的电参数,该参数就是粘着强度的指标。
文档编号G01N3/00GK1254414SQ98804632
公开日2000年5月24日 申请日期1998年3月31日 优先权日1997年3月31日
发明者小阿尔弗雷德·J·格里芬, 弗兰兹·R·布劳岑, 丹尼尔·L·卡拉翰, 海宁·S·杨 申请人:赖斯大学