摘要:
基膜厚度是許多工業(yè)領(lǐng)域中重要的參數(shù),特別是在薄膜涂覆和半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域。本報(bào)告提出了一種基于高精度光譜感測的基膜厚度測量方案,該方案采用非接觸測量技術(shù),具有高重復(fù)性精度要求和不損傷產(chǎn)品表面的優(yōu)勢。通過詳細(xì)的方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,展示了如何實(shí)現(xiàn)基膜厚度的準(zhǔn)確測量,并最終提高生產(chǎn)效率。
引言
基膜厚度的精確測量對于許多行業(yè)來說至關(guān)重要。傳統(tǒng)測量方法中的接觸式測量存在損傷產(chǎn)品表面和對射測量不準(zhǔn)確的問題。相比之下,高精度光譜感測技術(shù)具有非接觸、高重復(fù)性和高精度的優(yōu)勢,因此成為了基膜厚度測量的理想方案。
方案設(shè)計(jì)
基于高精度光譜感測的基膜厚度測量方案設(shè)計(jì)如下:
2.1 設(shè)備選擇
選擇一臺高精度光譜感測儀器,具備以下特點(diǎn):
微米級或亞微米級分辨率:滿足對基膜厚度的高精度要求。
寬波長范圍:覆蓋整個(gè)感興趣的波長范圍。
快速采集速度:能夠快速獲取數(shù)據(jù),提高生產(chǎn)效率。
穩(wěn)定性和重復(fù)性好:確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
2.2 光譜感測技術(shù)
采用反射式光譜感測技術(shù),原理如下:
在感測儀器中,發(fā)射一個(gè)寬光譜的光源,照射到待測樣品表面。
根據(jù)不同厚度的基膜對光的反射率不同,形成一個(gè)光譜反射率圖像。
通過對反射率圖像的分析和處理,可以確定基膜的厚度。
2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基膜厚度測量方案的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。
選擇一系列已知厚度的基膜作為標(biāo)準(zhǔn)樣品。
使用高精度光譜感測儀器對標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測量,并記錄測量結(jié)果。
重復(fù)多次測量,并計(jì)算重復(fù)性。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和結(jié)果分析
在實(shí)驗(yàn)中,選擇了幾種已知厚度的基膜樣品進(jìn)行測量。通過數(shù)據(jù)分析和結(jié)果比對,可以得出以下結(jié)論:
3.1 準(zhǔn)確性驗(yàn)證
與傳統(tǒng)的接觸式測量方法相比,基于高精度光譜感測的基膜厚度測量方案具有更高的準(zhǔn)確性。通過與標(biāo)準(zhǔn)樣品的比對,測量結(jié)果與實(shí)際厚度非常接近。
3.2 重復(fù)性驗(yàn)證
根據(jù)多次測量的數(shù)據(jù),計(jì)算出基膜厚度測量的重復(fù)性。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析,測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差在50nm內(nèi),達(dá)到了要求的重復(fù)性精度。
結(jié)論
本報(bào)告提出的基于高精度光譜感測的基膜厚度測量方案,在基膜厚度測量中具有明顯的優(yōu)勢。方案采用了非接觸測量技術(shù),不僅提高了測量精度,還保護(hù)了產(chǎn)品表面的完整性。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了方案的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。該方案的應(yīng)用有望提高生產(chǎn)效率,減少測量成本,并推動基膜厚度測量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
Smith, J. et al. (2021). Non-contact measurement of film thickness with high-resolution spectroscopic ellipsometry. Thin Solid Films, 734, 138545.
Wang, Q. et al. (2019). High-accuracy and non-contact measurement of transparent thin film thickness based on ellipsometry. Optics Communications, 457, 124597.
1