罗钧文，戴 强，陈 翔

（西南科技大学制造过程测试技术省部共建教育部重点实验室，四川 绵阳 621010）

1 引言

MEMS 封装结构中各层材料间的热膨胀系数不匹配，造成整个MEMS 器件中存有残余应力以及封装结构的热变形，严重影响该器件在高性能要求场合的使用[1]。因此，测量MEMS 结构中的应变成为了研究关键。近年来，关于微尺度结构应变的测量，国内外的研究人员做了大量的研究和实验。云纹法、散斑法和网格法等传统测量表面应变方法只能测量较大尺寸应变；参考文献[2-6]利用SEM 和数字图像相关方法技术来测量微米级甚至是亚微米级的表面变形，都只能是测量一个SEM 镜头视野中的应变。

根据应变的定义ε=△L/L，在以上的研究中，L 取值最大只能是一个镜头视野的长度（100μm～200μm），而△L 的数值一般是微米或亚微米级（100nm～10μm），导致测量到的应变数值也较大（10-3～10-1数量级），无法满足MEMS 结构中微小应变的测量要求。为了改善上述方法中微尺度测量应变方法的缺点，提出了一种采用光刻方法来标记L，基于光学显微视觉来获得△L，从而测得MEMS 结构中微小应变的方法。

2 测量方法

实验采用SEMISHARE 探针台，如图1 所示。探针台配备有加热台、光学显微镜和CCD 相机。采用以上设备获得有光刻图案芯片的数字图像。

图1 实验采用的SEMISHARE 探针台Fig.1 Probe Station of SEMISHARE for Experiment

为获得较大的L，本研究采用在硅片上光刻图案的方法。实验采用的试件为N 型晶向（100）硅片，划片后的裸片面积尺寸为（15×15）mm，其表面设计（10×10）μm 的正方形特征图案，并采用光刻工艺加工，每个图形之间的间隔为3μm；……