在半导体制造中，应力 (stress) 是一个非常重要的因素，也是一个不得不考虑的问题。过大的应力可能会引起晶圆的破裂或脱落；导致晶体结构的改变，这可能会影响电子的运动；过大的应力可能会导致沉积或刻蚀过程的问题，从而影响产品的制程控制和产量。
在物理学中，应力（Stress）是一个描述力的分布的概念。更具体地说，应力是单位面积上的力。当一个物体受到力的作用时，这个力会在物体内部产生应力。这种应力会引起物体的形状和体积发生改变，这种改变通常被称为应变（Strain） 当物体由于温度的变化而膨胀或收缩时，如果膨胀或收缩受到阻碍，则会在物体内部产生应力，这种应力就被称为热应力。
压缩应力（Compressive Stress）：当一个力试图缩短物体或压缩物体时，它在物体内产生的应力称为压缩应力。例如，当你试图压缩一个弹簧或将一本书压在桌子上时，你在弹簧或书中产生了压缩应力。压缩应力是一个“向内”或“向心”的力，试图使物体变小。
拉伸应力（Tensile Stress）：当一个力试图拉长物体或扩展物体时，它在物体内产生的应力称为拉伸应力。例如，当你试图拉伸一个橡皮筋或拉直一根线时，你在橡皮筋或线中产生了拉伸应力。拉伸应力是一个“向外”或“离心”的力，试图使物体变大。
热膨胀系数（coefficient of thermal expansion，简称CTE）是一个用来衡量物质随温度变化而发生体积或长度变化程度的物理量。具体来说，热膨胀系数描述了每单位温度改变时，物质的体积或长度改变的百分比，单位是每摄氏度的倒数（1/°C）或每开尔文的倒数（1/K）。热膨胀系数可以根据物质的种类和温度而不同，通常在固体材料中，热膨胀系数的值较小，在气体和液体中，热膨胀系数的值较大。
在芯片制造中，当两种或多种具有不同热膨胀系数（CTE）的材料被紧密结合在一起，温度的变化可能会导致这些材料以不同的速率和量进行膨胀或收缩。因为这些材料是紧密结合的，就会在材料中产生热应力。 具体来说，如果一种材料的CTE比另一种材料大，那么在加热时，CTE大的材料将会试图膨胀得更多。但是，因为它与CTE小的材料紧密结合，所以它不能自由地膨胀。这将在两种材料的接触面产生压缩应力。在冷却过程中，情况将会相反，CTE大的材料将会试图更快地收缩，这将在CTE大的材料中产生拉伸应力，并在CTE小的材料中产生压缩应力。
因此，在设计和制造复合材料或多层结构时，需要考虑各种材料的热膨胀系数，并采取措施来降低热应力。 转自微信公众号Tom聊芯片智造
