椭圆偏振光法在金属腐蚀和电沉积研究中应用

一、前言椭圆偏振光法能测量固体表面层的厚度和折射率,在已有的各种测量膜厚方法中,椭圆偏振光法测量精度高,能测量最薄的膜厚。椭圆偏振光法作为研究固体表面的工具,它的应用很广,配合电化学测量可研究表面膜的生长和溶解过程,通过光学参数可对膜的组份和均匀性作出判断,因此除了用于膜层分析外,对于如金属腐蚀、氧化、吸附、催化等表面过程研究椭圆偏振光法也是一种有效的工具,所以,在电化学、金属、     

椭偏光测厚仪在半导体器件工艺中的应用

椭偏光测厚仪是一种根据物理光学原理测量薄膜厚度和折射率的仪器。它的特点是能测很薄的膜(可达10埃)测量精度很高(误差小于±10埃),测量过程对样品无损坏,并且能同时测定膜的厚度和折射率。 国外,近十多年来,椭偏光法有了不少进展。近几年来,我国也开展了这方面的工作。1975年北京成立会战组,根据我国情况,自力更生,自行设计和试制了TP75型椭偏光测厚仪。接着,我们将该设备应用于硅集成电路的研制过程中,测量了氧化硅、氮化硅、氧化铝、光刻胶等多种薄膜的厚度和折射率,用它协助选择氮化硅淀积工艺条件。用它研究光刻胶的涂敷和刻蚀条件及针孔情况,用它配合测定离子注入后的杂质分布等等,收到了良好的效果。     

利用二次荧光测定镀膜厚度的研究

为了弥补目前采用的各种镀层厚度测量方法之不足,本文提出利用镀层元素一次X光激发的基底金属二次荧光进行膜厚测量的设想,并推导出相应的计算公式。在扫描电镜—X射线能谱仪及电子探针仪上对不同镀膜厚度样品的镀层及基底元素的荧光强度进行测量并按上述公式计算出镀膜厚度,其数值与扫描电镜截面法直接测量的结果吻合,证明这种方法是适用的。与电镜下直接测量膜厚的方法相比,二次荧光法不破坏样品的完好性,而且可以同时对镀层的表面质量进行观察和分析。     

声表面波器件基片金刚石薄膜厚度的测量

研究了声表面波器件(SAWD)基片金刚石膜的厚度测量方法。通过光切显微镜和扫描电镜(SEM)测量结果的比较，讨论了测量精度。在沉积制备多层薄膜SAWD基片中金刚石薄膜的实验过程中，选用光切显微镜测量膜厚，测量精度0．5～1．0μm。     

智能介质膜厚度测试仪的研制

本文研制的智能测试仪能直接同金属表面所镀介质膜的厚度，文中介绍了测量原理和仪器结构。     

激光在线测厚振动分析与精度优化

激光测厚具有安全可靠、测量精度高、测量范围大等优点,广泛应用于纸张、电池极片等薄膜类材料厚度的在线测量。带材宽幅方向扫描测厚时由于扫描架往复运动会产生机械振动,影响在线测厚精度。针对该问题,以锂离子电池极片厚度测量为例,使用双激光差动式测厚平台对电池极片和铜箔分别进行厚度测量,然后对测厚数据进行频谱分析,探究其振动规律的相似性,并基于频谱分析结果采用滑动带阻滤波方式对测厚数据进行处理,滤波后极片和铜箔的厚度极差分别降低了33.4%和73.8%,有效过滤了机械振动导致的测量误差,可满足极片和铜箔厚度测量的精度要求。     

PET复合衬底上梯度介质薄膜厚度的椭偏表征

为了监控3维玻璃上聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合衬底介质膜膜厚, 采用将PET复合衬底等效为单层基底材料的建模分析方法, 通过椭偏测量技术实现了复杂衬底上TiO₂梯度折射率材料薄膜厚度的检测。结果表明, 采用该方法测量的PET复合衬底上TiO₂梯度折射率薄膜厚度为212.48nm, 扫描电子显微镜的测量结果为211nm, 结果非常准确。以TiO₂为例验证了等效衬底方法, 该方法也同样适用于其它介质膜。等效衬底法可实现PET复合衬底上的TiO₂薄膜厚度的高精度测量表征, 对镀膜工艺过程监控具有重要意义。     

液晶材料参数及盒厚测试方法的研究

本文利用表面等离于体技术和导模技术测定了银膜、SiO膜的介电常数和厚度,从而确定了液晶的介电常数和液晶盒厚度。首次将集成光学的漏模技术(m线方法)应用到测量液晶参数上,测定了液晶的折射率和液晶盒厚。     

用球形滚槽法测量硅外延层的厚度

引言过去在测量外延层或扩散层的厚度时,曾采用过磨角法、秤量法、红外线反射法等方法。这些方法各有其优点,但在测量1微米以下的薄层时,都不能得到良好的精度。在硅的外延层和扩散层厚度的测量方面,还有一种球形滚槽测量法。这种方法很简便,而且在测量几千埃的薄层时精度很高。另外,除了外延层,还能直接测量各种绝缘膜、金属膜以及由这些膜     

磁控溅射法生长的介质薄膜厚度、密度的测试方法

本文以平面磁控溅射法生长的透明高阻的ZnO压电膜为对象,用高精度(20A)轮廓仪、称重法、石英晶振法、以及电阻法和光波导法等对膜厚进行了测量,给出了各种等效厚度转换曲线及其评价。在阐述质量等效厚度,物性厚度和几何形状厚度的物理意义之后,通过实验测出了薄膜的空隙率,并与电镜结果相一致。在此基础上,得出了薄膜密度,从而使得介质薄膜的这一重要参数不必沿用单晶密度,这一点显得特别有意义。     

厚介质膜层厚度的精确测定

本文根据红外电荷耦合器件设计制作中需要对3000(?)～1μm的二氧化硅膜层的厚度进行精确测量的实际问题,通过对干涉显微镜和激光椭圆偏振仪测厚原理的分析,提出了用上述两种方法相结合对3000(?)～1μm左右厚度的SiO_2层进行精确测量的方法,对其原理、测量步骤计算方法进行了叙述和说明,并对其测量误差进行了分析,得出了其精度由激光椭偏仪的精度所决定的结论。本文还给出了一组测试结果,并提出了将此法推广到与硅氧化膜性能相近的其它介质膜情况的可能性。     

新型sol-gel技术制备BST 0-3型厚膜

采用传统高温固相烧结法合成了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷粉,并用高能球磨法将其细化为纳米粉,均匀分散于组分相同的BST溶胶中,形成稳定的厚膜先体溶液,而后用匀胶法制备出厚度约为6.5μm的BST厚膜。XRD测试结果表明,650℃热处理后的厚膜为单一钙钛矿相。SEM观测显示厚膜表面均匀一致,无裂纹出现。800℃热处理后的厚膜在室温、频率1kHz下相对介电常数εr和介质损耗tgδ分别为455、0.036。     

微波腔体微扰法在测厚技术中的应用

本文介绍一种微波腔体微扰法测量介质薄膜厚度的仪器。它的主要特点是:用圆柱TE_(011)模谐振腔作为介质膜厚度测量的传感器,将非电量厚度的参量转换为谐振的频偏值,用电调谐的场效应压控振荡器(FET-VCO)作为微波源。它们与指示电路组合构成测厚装置显示介质膜厚度。其结构简单,测量快速方便,可实现非接触测量,不受静电干扰,对ε'_r=2.0～3.0的塑料薄膜、分辨率优于032μm。     

PECVD法低温制备SiO_xN_y薄膜微观组分的分析研究

在ＰＥＣＶＤ法低温制备优质薄膜技术中，改变衬底温度、反应室气压、混合气体组分，运用退火致密工艺，制备ＳｉＯｘＮｙ栅介质膜样品。采用椭偏仪测量该薄膜的折射率和膜厚，结合俄歇电子能谱（ＡＥＳ）和红外吸收光谱分析，研究薄膜的光学特性和微观组分结构。并探讨多种工艺制备条件对薄膜微观结构的影响     

PEVD法低温制备SiOxNy薄膜微观组分的分析研究

在ＰＥＣＶＤ法低温制备优质薄膜技术中，发迹衬底温度，反应室气压，混合气体组合，动用退火致密工艺，制备ＳｉＯｘＮｙ栅介质膜样品。采用椭偏仪测量该薄膜的折射率和膜厚，结合俄歇电子能谱和红外吸收光谱分析，研究薄膜的光学特性和微观组分结构。并探讨多种工艺制备条件对薄膜微观结构的影响。     

纳米级薄膜厚度的精确测量

对于纳米级多层膜来说,膜厚的精确测量至关重要。本文针对X射线衍射测量薄膜厚度的方法,对所能够获得的测量精度进行了研究。结果表明,无论是单层膜还是多层膜,实现样品台的精密装调都是获得膜厚精确测量结果的前提条件;而在实现了精密装调的情况下,由于多层膜具有相对较窄的衍射峰,因此能够提取出更为精确的峰位数据,与单层膜相比,能够得到更精确的膜厚;经过合理地选择衍射峰,能够获得优于0.01nm的多层膜周期厚度测量精度。     

微波测量厚度技术

本文在简述微波测量金属和介质材料厚度原理的基础上,讨论了近年来国内外所应用的典型的微波测厚方法,分析了这些方法的特点和精度。     

激光扫描红外热波成像在膜厚测量中的应用

随着涂层及薄膜材料的广泛应用,工业界对膜厚的测量与质量控制提出了更高的要求,膜层厚度测试变得尤为重要。针对目前检测方法的不足,介绍了一种激光扫描红外热波测量膜厚的方法。采用"温度波线行波法"分析,使长时间激光扫描样品表面温度场函数简化。基于此,得出激光扫描样品表面的温度时间曲线可以转化为相对应的温度空间曲线与扫描速度的乘积,从而可以把样品表面的温度时间曲线转化为样品表面的温度空间曲线。通过温度空间曲线与理论公式曲线进行拟合,即可测量出膜层的厚度,最后通过自主研发的激光扫描红外热波成像设备对50~350μm膜层厚度进行了测量,重复性好且测量精度在5%以内。     

光学薄膜淀积监控方法研究

薄膜的光学特性决定于其各膜层的厚度和折射率,监控各膜层的淀积厚度是淀积过程中最重要的工艺.本文分析比较了直透监控法、分离控制法、高级次监控法以及变波长监控和晶体振荡监控等光学薄膜淀积监控的几种方法.直透监控法的各层膜膜厚监控误差大,但监控光带宽的减小和膜层厚度误差的补偿作用,使得薄膜峰值波长定位精度很高;它对监控系统的精度要求非常之高,一般要求不低于40 dB.相对而言,分离控制法可以保证较大的变化幅度,在5‰的监控精度下(23 dB)就可以保证膜层的合理蒸镀,得到膜厚监控误差较小的成膜;但监控片的更换割裂了整个膜系的各层膜之间有机补偿作用,成膜的中心波长会向长波方向漂移.高级次监控方法可以提高极值法对膜层的监控精度,但膜料在不同波长处色散影响膜系的结构.变波长监控法在镀制非规整膜系时可取得较高的监控精度.晶体振荡法是监控多腔窄带滤光片匹配层的有效方法.结合光纤通信用窄带滤光片要求,提出了窄带滤光片应采用直透法过正监控和晶体振荡法相结合的监控方法.(PH8)     

电容式压力传感器的厚膜集成化研究

本文采用厚膜传感技术研制电容式感压元件，并通过厚膜混合集成技术和工艺交叉将信号处理电路集成在感压元件上成为一体，进行电容式压力传感器的厚膜集成化研究。结果表明，研制成的新型厚膜电容式集成压力传感器，线性达到0．5％，迟滞小于0．5％，重复性好。具有受分布电容、寄生电容影响小，抗干扰能力强，精度高，抗过载、耐腐蚀等特点。