薄膜应力测试仪
薄膜应力测试仪是一种用于测量薄膜材料在基底上因沉积、热处理或环境变化而产生的内应力（残余应力）的专用设备。
测量技术
根据曲率测量方式不同，常见类型包括：
1.激光扫描曲率法
使用一束或多束激光照射基底表面，反射光斑位置随表面倾斜角变化。
通过位置敏感探测器（PSD）或CCD记录光斑位移，计算出整个表面的曲率分布。
优点：非接触、高灵敏度（可测＜1 MPa应力）、速度快、可测全貌形变。
代表设备：kSA MOS、FSM-600、LayTec EpiCurve等。
2.干涉测量法（如白光干涉、激光干涉）
利用干涉条纹分析基底表面形貌，通过三维重建获得曲率。
优点：可同时获得表面粗糙度和应力信息。
缺点：对振动敏感，测量速度较慢。
3.机械探针法（较少用）
用精密触针扫描表面轮廓，计算曲率。
易划伤样品，已基本被光学方法取代。
应用场景
1.半导体制造
监控PVD/CVD沉积的金属（Al、Cu）、介质层（SiO2、Si3N4）的应力，防止翘曲或开裂。
2.光学镀膜
控制多层增透膜、反射膜的应力，避免镜片变形影响成像质量。
3.光伏产业
测量TCO（透明导电氧化物）、非晶硅薄膜的应力，提升电池效率与可靠性。
4.MEMS/NEMS器件开发
微悬臂梁、薄膜谐振器的性能高度依赖应力控制。
5.新材料研发
评估石墨烯、MoS2等二维材料转移后的残余应力。
6.工艺优化与失效分析
对比不同沉积参数（功率、气压、温度）对应力的影响，指导工艺窗口设定。
注意事项
1.样品要求：基底需为平整、刚性薄片（如单晶硅、石英、蓝宝石），厚度均匀。
2.清洁度：表面无颗粒、油污，否则影响光学测量精度。
3.环境控制：避免强振动、气流扰动和温度波动（尤其高精度测量）。
4.校准：定期用标准曲率样品验证系统准确性。
5.薄膜厚度需已知：通常由椭偏仪、台阶仪或石英晶体微天平（QCM）提供tf数据。
性能指标
1.应力测量范围：±1 MPa至±10 GPa（取决于薄膜/基底组合）
2.分辨率：可达0.1 MPa甚至更高
3.样品尺寸：兼容2英寸至12英寸晶圆（常见为4"、6"、8"）
4.温度控制（可选）：部分高端机型集成加热台（室温～1000°C），用于原位（in-situ）监测退火或沉积过程中的应力演变
5.输出结果：平均应力、应力分布图、曲率图、热膨胀系数（CTE）分析等