一种超细磨料与半导体晶圆的粘附力的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种超细磨料与半导体晶圆的粘附力的测试方法，包括如下步骤：(1)获得磨料分散液；(2)吸取上述磨料分散液滴在载玻片上并干燥，然后将胶水均匀滴在载玻片上；(3)观测干燥的分散液中的磨粒的状态、分布情况以及胶水的位置，同时选择磨粒并记录其位置；(4)手动调节探针下降至胶水的位置，使探针蘸取胶水；(5)将蘸取胶水的探针移动至磨粒所处的位置的上方，调节探针下降以粘取该磨粒；(6)使胶水原位固化，获得磨粒固化探针；(7)用磨粒固化探针在拉曼原子力显微连用系统进行在线测试实验。本发明专利技术的方法可以在拉曼模式下对磨粒进行可视化挑选，原子力显微模式下实现原子层面间的粘附力检测。间的粘附力检测。间的粘附力检测。

【技术实现步骤摘要】
一种超细磨料与半导体晶圆的粘附力的测试方法


[0001]本专利技术属于微观粘附力检测
，具体涉及一种超细磨料与半导体晶圆的粘附力的测试方法。

技术介绍

[0002]随着5G通讯、人工智能的飞速发展，半导体器件在各个领域中占据着越来越重要的地位，而半导体器件的核心材料是半导体晶圆。半导体晶圆的加工参数和加工状态将会影响晶圆表面质量，从而决定半导体器件质量，因此探究磨粒与半导体晶圆之间的微观粘附力对于了解晶圆的超精密加工有着重要的参考价值。
[0003]现有的粘附力测试大多聚焦在材料的宏观层面，CN 110865026 A公开了一种粘附力测试装置及其粘附力测试方法，该测试装置包括试验台支架、翻转平台、电机、角度传感器、旋转轴、滑台、滑块、滑杆、摄像机支架、摄像机和基板。本专利技术不仅能够测试具有粘附能力生物的粘附力，还能够对仿生的附着装置进行摩擦力、粘附力测试。该技术方案在测试中不会对被测试的生物或非生物造成任何损害，且可更换不同表面粗糙度的基板，从而测试粗糙度对粘附力的影响，此外该技术方案通过可翻转的平台，可测试生物的摩擦力和粘附力。但该技术方案无法研究原子层面间的粘附力特性。CN 110108625 A公开了一种基于微镊的粘附力测试方法，基于微镊的粘附力测试装置包括基座、位移台I、力学测量单元、激光位移计、悬臂、相机架、照相机、位移台II、衬底、颗粒样品、微镊、致动器、位移台III、支架、光学显微镜、计算机和电缆，基于微机电系统驱动的微镊与原子力显微镜的悬臂，用于测量单个微颗粒的粘附力，将微机电系统驱动的微镊与原子力显微镜的悬臂相结合，通过微镊夹住微粒后与悬臂接触来测量单个微颗粒的粘附力，实验过程中无需环氧树脂来固定待测微粒，提高测量精度，能节省测量时间，测量准确度高，该技术方案虽然可以借助原子力显微镜测试原子层面的粘附力，但是无法对超细颗粒进行挑选，严重影响测试结果的可靠性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种超细磨料与半导体晶圆的粘附力的测试方法。
[0005]普通的原子力探针是由硅化物制备而成，所以用普通原子力探针测定的微观作用力是硅化物与样品之间的作用力，并不能满足广大研究者。因此可以采用成分已知的微颗粒探针取代普通探针测量微观作用力的探针改性技术，此技术的核心就是在原子力显微镜探针的微悬臂自由端粘附尺寸与成分已知的微颗粒，得到微颗粒探针，以此来测定微颗粒探针与特定样品表面间的相互作用力。与传统探针相比，微颗粒改性探针具有自身颗粒物成分已知、种类多、抗外界干扰的能力强、能有效定量测定微颗粒与被测样品表面间的微观作用力等优点。特定磨料与半导体晶圆之间的粘附力特性对于判断磨粒与半导体晶圆之间的反应活性有指导意义，有助于初步探讨超细磨粒在晶圆表面的加工机理。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种超细磨料与半导体晶圆的粘附力的测试方法，包括如下步骤：
[0008](1)将超细磨料超声分散于溶剂中，获得磨料分散液；
[0009](2)利用移液管吸取上述磨料分散液滴在载玻片上并干燥，然后将胶水均匀滴在该载玻片上，且位于干燥的分散液的附近，该胶水为热固化环氧树脂胶，为EPO
‑
TEK生产的353ND；
[0010](3)将拉曼原子力显微连用系统调至拉曼光学模式，在该模式下观测干燥的分散液中的磨粒的状态、分布情况以及胶水的位置，同时选择出最为合适的磨粒并记录其位置；
[0011](4)将拉曼原子力显微连用系统调至原子力模式，并安装好探针；接着采用原子力接触模式，手动调节探针下降至胶水的位置，使探针蘸取胶水后再将探针手动上升3
‑
5mm；
[0012](5)将蘸取胶水的探针移动至步骤(3)所选择的最为合适的磨粒所处的位置的上方，手动调节探针下降以粘取该磨粒，当探针上的胶水接触该磨粒后静止4
‑
6s，接着将探针手动上升30
‑
50mm；
[0013](6)通过加热使粘取磨粒的探针上的胶水原位固化，获得磨粒固化探针；
[0014](7)用步骤(6)所得的磨粒固化探针在拉曼原子力显微连用系统的原子力显微模式下进行磨粒与半导体晶圆的粘附力在线测试实验。
[0015]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述溶剂为水或酒精。
[0016]进一步优选的，所述磨料分散液的浓度为0.0001
‑
0.001wt％。
[0017]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述超细磨料的材质为金刚石、碳化硅或氧化铝。
[0018]进一步优选的，所述超细磨料的粒径为1
‑
30μm。
[0019]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述半导体晶圆的材质为蓝宝石、硅或碳化硅。
[0020]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述探针的形状为矩形或三角形。
[0021]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述胶水原位固化采用红外加热灯辐照，时间为30
‑
60s。
[0022]进一步优选的，所述胶水原位固化的时间为40s。
[0023]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(5)中，所述探针上的胶水接触所述磨粒后静止5s。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]1、本专利技术的方法可以在拉曼模式下对磨粒进行可视化挑选，原子力显微模式下实现原子层面间的粘附力检测。
[0026]2、本专利技术操作简单，可以通过拉曼与原子力连用系统，在可视化操作下选择合适的磨粒并将磨粒较好的固定在探针前端，同时通过原子力操作模式，利用该磨粒探针在硬脆材料表面进行粘附力测试实验，来判断磨粒与晶圆的亲和力情况，了解磨粒与晶圆的反应活性。
[0027]3、本专利技术简单高效，可以在较短时间内，通过可视化操作完成细粒度磨粒的粘附操作及粘附力性能测试，有助于初步探讨超细磨粒在晶圆表面的加工机理。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例1中磨粒和胶水的可视化图片。
[0029]图2为本专利技术实施例1中磨粒粘附过程示意图。
[0030]图3为本专利技术实施例1中磨粒粘附后的三维视频显微镜图。
[0031]图4为本专利技术实施例1中氧化铝在蓝宝石表面的粘附力测试曲线图。
具体实施方式
[0032]以下通过具体实施方式结合附图对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0033]实施例1
[0034](1)将粒径为10μm的氧化铝磨粒超声分散于去离子水中6min，获得浓度为0.0005wt％的磨料分散液；
[0035](2)利用移液管吸取上述磨料分散液滴在载玻片的左侧上并自然干燥8h，然后将胶水均匀滴在该载玻片的右侧，且位于干燥的分散液的附近，采用细针移取少量胶水，将细针在载玻片右侧上划线，使得载玻片上留下一条薄细的胶水痕迹，该胶水为热固化环氧树脂胶，为EPO
‑
TEK生产的353ND；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细磨料与半导体晶圆的粘附力的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将超细磨料超声分散于溶剂中，获得磨料分散液；(2)利用移液管吸取上述磨料分散液滴在载玻片上并干燥，然后将胶水均匀滴在该载玻片上，且位于干燥的分散液的附近，该胶水为热固化环氧树脂胶，为EPO
‑
TEK生产的353ND；(3)将拉曼原子力显微连用系统调至拉曼光学模式，在该模式下观测干燥的分散液中的磨粒的状态、分布情况以及胶水的位置，同时选择出最为合适的磨粒并记录其位置；(4)将拉曼原子力显微连用系统调至原子力模式，并安装好探针；接着采用原子力接触模式，手动调节探针下降至胶水的位置，使探针蘸取胶水后再将探针手动上升3
‑
5mm；(5)将蘸取胶水的探针移动至步骤(3)所选择的最为合适的磨粒所处的位置的上方，手动调节探针下降以粘取该磨粒，当探针上的胶水接触该磨粒后静止4
‑
6s，接着将探针手动上升30
‑
50mm；(6)通过加热使粘取磨粒的探针上的胶水原位固化，获得磨粒固化探针；(7)用步...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛志萍，陆静，徐西鹏，谭援强，罗求发，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：