IEC 62047-26:2016

Semiconductor devices - Micro-electromechanical devices - Part 26: Description and measurement methods for micro trench and needle structures

IEC 62047-26:2016 specifies descriptions of trench structure and needle structure in a micrometer scale. In addition, it provides examples of measurement for the geometry of both structures. For trench structures, this standard applies to structures with a depth of 1 µm to 100 µm; walls and trenches with respective widths of 5 µm to 150 µm; and aspect ratio of 0,006 7 to 20. For needle structures, the standard applies to structures with three or four faces with a height, horizontal width and vertical width of 2 µm or larger, and with dimensions that fit inside a cube with sides of 100 µm. This standard is applicable to the structural design of MEMS and geometrical evaluation after MEMS processes.

Dispositifs à semiconducteurs - Dispositifs microélectromécaniques - Partie 26: Description et méthodes de mesure pour structures de microtranchées et de microaiguille

L'IEC 62047-26:2016 spécifie des descriptions de structures de tranchées et de structures d'aiguille à l'échelle micrométrique. En outre, elle donne des exemples de mesures de la géométrie des deux structures. Pour les structures de tranchées, la présente norme s'applique à des structures de profondeur comprise entre 1 µm et 100 µm, avec des parois et des tranchées de largeur comprise entre 5 µm et 150 µm et avec un rapport hauteur/largeur compris entre 0,006 7 et 20. Pour les structures d'aiguille, la norme s'applique à des structures à trois ou quatre faces dont la hauteur, la largeur horizontale et la largeur verticale sont supérieures ou égales à 2 µm, et dont les dimensions permettent de placer chaque structure dans un cube de 100 µm de côté. La présente norme s'applique à la conception structurelle de procédés MEMS et à leur appréciation géométrique.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 06-Jan-2016
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 17.240 - Radiation measurements
• ICS: 31.080.99 - Other semiconductor devices
• Technical Committee: SC 47F - Micro-electromechanical systems
• Drafting Committee: WG 1 - TC 47/SC 47F/WG 1
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 31-Jan-2016
• Completion Date: 07-Jan-2016

Standards Content (Sample)

IEC 62047-26 ®
Edition1.0 2016-01
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Semiconductor devices – Micro-electromechanical devices –
Part 26: Description and measurement methods for micro trench and needle
structures
Dispositifs à semiconducteurs – Dispositifs microélectromécaniques –
Partie 26: Description et méthodes de mesure pour structures de
microtranchées et de microaiguille

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from
either IEC or IEC's member National Committee in the country of the requester. If you have any questions about IEC
copyright or have an enquiry about obtaining additional rights to this publication, please contact the address below or
your local IEC member National Committee for further information.

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie
et les microfilms, sans l'accord écrit de l'IEC ou du Comité national de l'IEC du pays du demandeur. Si vous avez des
questions sur le copyright de l'IEC ou si vous désirez obtenir des droits supplémentaires sur cette publication, utilisez
les coordonnées ci-après ou contactez le Comité national de l'IEC de votre pays de résidence.

IEC Central Office Tel.: [phone]
3, rue de Varembé Fax: [phone]
CH-1211 Geneva 20 [e-mail]
Switzerland www.iec.ch
About the IEC
The International Electrotechnical Commission (IEC) is the leading global organization that prepares and publishes
International Standards for all electrical, electronic and related technologies.

About IEC publications
The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC. Please make sure that you have the
latest edition, a corrigenda or an amendment might have been published.

IEC Catalogue - webstore.iec.ch/catalogue Electropedia - www.electropedia.org
The stand-alone application for consulting the entire The world's leading online dictionary of electronic and
bibliographical information on IEC International Standards, electrical terms containing 20 000 terms and definitions in
Technical Specifications, Technical Reports and other English and French, with equivalent terms in 15 additional
documents. Available for PC, Mac OS, Android Tablets and languages. Also known as the International Electrotechnical
iPad. Vocabulary (IEV) online.

IEC publications search - www.iec.ch/searchpub IEC Glossary - std.iec.ch/glossary
The advanced search enables to find IEC publications by a 65 000 electrotechnical terminology entries in English and
variety of criteria (reference number, text, technical French extracted from the Terms and Definitions clause of
committee,…). It also gives information on projects, replaced IEC publications issued since 2002. Some entries have been
and withdrawn publications. collected from earlier publications of IEC TC 37, 77, 86 and

CISPR.
IEC Just Published - webstore.iec.ch/justpublished
Stay up to date on all new IEC publications. Just Published IEC Customer Service Centre - webstore.iec.ch/csc
details all new publications released. Available online and If you wish to give us your feedback on this publication or
also once a month by email. need further assistance, please contact the Customer Service
Centre: [e-mail].
A propos de l'IEC
La Commission Electrotechnique Internationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des
Normes internationales pour tout ce qui a trait à l'électricité, à l'électronique et aux technologies apparentées.

A propos des publications IEC
Le contenu technique des publications IEC est constamment revu. Veuillez vous assurer que vous possédez l’édition la
plus récente, un corrigendum ou amendement peut avoir été publié.

Catalogue IEC - webstore.iec.ch/catalogue Electropedia - www.electropedia.org
Application autonome pour consulter tous les renseignements
Le premier dictionnaire en ligne de termes électroniques et
bibliographiques sur les Normes internationales,
électriques. Il contient 20 000 termes et définitions en anglais
Spécifications techniques, Rapports techniques et autres
et en français, ainsi que les termes équivalents dans 15
documents de l'IEC. Disponible pour PC, Mac OS, tablettes
langues additionnelles. Egalement appelé Vocabulaire
Android et iPad.
Electrotechnique International (IEV) en ligne.

Recherche de publications IEC - www.iec.ch/searchpub
Glossaire IEC - std.iec.ch/glossary
65 000 entrées terminologiques électrotechniques, en anglais
La recherche avancée permet de trouver des publications IEC
en utilisant différents critères (numéro de référence, texte, et en français, extraites des articles Termes et Définitions des
comité d’études,…). Elle donne aussi des informations sur les publications IEC parues depuis 2002. Plus certaines entrées
projets et les publications remplacées ou retirées. antérieures extraites des publications des CE 37, 77, 86 et

CISPR de l'IEC.
IEC Just Published - webstore.iec.ch/justpublished

Service Clients - webstore.iec.ch/csc
Restez informé sur les nouvelles publications IEC. Just
Published détaille les nouvelles publications parues. Si vous désirez nous donner des commentaires sur cette
Disponible en ligne et aussi une fois par mois par email. publication ou si vous avez des questions contactez-nous:
[e-mail].
IEC 62047-26 ®
Edition 1.0 2016-01
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Semiconductor devices – Micro-electromechanical devices –

Part 26: Description and measurement methods for micro trench and needle

structures
Dispositifs à semiconducteurs – Dispositifs microélectromécaniques –

Partie 26: Description et méthodes de mesure pour structures de

microtranchées et de microaiguille

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 31.080.99 ISBN 978-2-8322-3122-7

– 2 – IEC 62047-26:2016 © IEC 2016
CONTENTS
FOREWORD . 4
1 Scope . 6
2 Normative references . 6
3 Terms and definitions . 6
4 Description of trench structures in a micrometer scale . 7
4.1 General . 7
4.2 Symbols and designations . 7
4.3 Description . 9
5 Description of needle structures in a micrometer scale . 9
5.1 General . 9
5.2 Symbols and designations . 9
5.3 Description . 10
6 Measurement method . 10
Annex A (informative) Examples of measurement for trench and needle structures in
a micrometer scale . 11
A.1 General . 11
A.2 Measurement for depth of trench . 11
A.2.1 Field emission type scanning electron microscopy . 11
A.2.2 Coherence scanning interferometer (CSI) . 12
A.2.3 Stylus surface profiler . 14
A.2.4 Confocal laser scanning microscopy . 16
A.2.5 Atomic force microscopy . 17
A.3 Measurement for width of wall and trench at the upper surface of trench . 18
A.3.1 Field emission type scanning electron microscopy . 18
A.3.2 Coherence scanning interferometer . 19
A.3.3 Stylus surface profiler . 19
A.3.4 Confocal laser scanning microscopy . 19
A.3.5 Optical microscopy . 20
A.4 Measurement for side wall angle of trench by field emission type scanning
electron microscopy . 20
A.4.1 Principle of measurement . 20
A.4.2 Preparation of sample . 21
A.4.3 Procedure of measurement . 21
A.4.4 Measurable range . 21
A.5 Measurement for wall and trench width at the bottom of trench by field
emission type scanning ele microscopy . 21
A.5.1 Principle of measurement . 21
A.5.2 Preparation of sample . 21
A.5.3 Procedure of measurement . 21
A.5.4 Measurable range . 21
A.6 Measurement for geometry of needle . 21
A.6.1 Field emission type scanning electron microscopy . 21
A.6.2 Atomic force microscopy . 23
Annex B (informative)  Uncertainty in dimensional measurement . 25
B.1 General . 25
B.2 Basic concepts . 25

B.3 Example of evaluating uncertainty of the average depth of trench . 25
B.3.1 Sample and measured data for evaluating uncertainty . 25
B.3.2 Source of uncertainty . 26
B.3.3 Type A evaluation of standard uncertainty . 26
B.3.4 Type B evaluation of standard uncertainty . 26
B.3.5 Combined standard uncertainty . 26
B.3.6 Expanded uncertainty and result . 26
B.3.7 Budget table . 26
Bibliography . 28

Figure 1 – Schematic of example for trench structure in a micrometer scale and its
cross section . 7
Figure 2 – Cross section of trench structure in a micrometer scale . 8
Figure 3 – Cross section of trench structure in a micrometer scale fabricated by a
deep-reactive ion etching process with repeated deposition and etching of silicon . 8
Figure 4 – Schematic of typical needle structures formed of three and four faces . 9
Figure 5 – Front, side and top views of typical needle structures. 10
Figure A.1 – FE-SEM image of trench structure with 5 µm-wide wall and 5 µm-wide
trench . 12
Figure A.2 – Schematic of CSI microscope comprising an equal-light-path
interferometer . 13
Figure A.3 – Measurability for depth of trench structure with a depth of D and a width
of W using a stylus surface profiler . 16
Tu
Figure A.4 – Relationship between shape of AFM probe tip and trench structure . 18
Figure A.5 – Front, side an
...