The invention discloses a metal thin film thickness measurement method based on microwave transmission method, which comprises the following steps: selecting the sample sample with the same process parameters as calibration samples; the sheet resistance and the thickness of the membrane, the insertion loss of calibration sample measurement; calibration samples according to test data obtained metal film thickness insertion loss curve; insertion loss measurement sample; according to the insertion loss of film thickness curve and sample loss calculated the thickness of the metal film sample. The invention realizes nondestructive measurement of the thickness of the metal film, and can be widely applied to the fields of integrated circuits, solar cells, detectors, etc., and has a certain universality.
【技术实现步骤摘要】
一种基于微波透射法的金属薄膜厚度测量方法
本专利技术属于金属薄膜厚度测量领域,特别涉及一种金属薄膜厚度测量方法。
技术介绍
随着集成电路、太阳能电池、薄膜探测器等应用领域的不断发展,传统的金属薄膜厚度测量技术面临诸多限制,例如:台阶仪、扫描电子显微镜等测量方法无法实现薄膜厚度的无损、在线监测,椭偏法、白光干涉法等光学方法难以实现非透明薄膜的膜厚测量。因此,该领域迫切需要一种无损且对薄膜透光性没有要求的膜厚测量方法。国外Usanov等人基于微波反射法测量了金属薄膜厚度,该方法难以实现导电性良好且膜厚较厚的薄膜厚度测量;Karel等人基于微波干涉法进行了金属薄膜厚度的测量,该方法测量电路复杂、且分辨率在微米量级,难以实现亚微米量级的膜厚测量;Ho等人采用介质谐振腔技术进行膜厚测量,该方法要求样品形貌与圆柱谐振腔尺寸匹配,对于样品的制备要求很高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于微波透射法的金属薄膜厚度测量方法,利用四探针、台阶仪或扫描电子显微镜、波导传输线对校准样品进行方块电阻、膜厚、插损测量,依据测量结果获得插损-膜厚关联系数,通过利用波导传输线进行插损测试获得金属膜厚。为达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种基于微波透射法的金属薄膜厚度测量方法,包括如下步骤:(1)在基体上沉积金属薄膜,获得待测样品;(2)选取与待测样品工艺参数中除膜厚控制参数(沉积时间)外其余参数相同的样品作为校准样品;将校准样品置于两段直波导传输线的法兰之间并用固定,在输入波导侧馈入指定频率的正弦微波信号,并在接收波导侧接收经由校准样品透射过来的正弦微波信号,用馈入微 ...
【技术保护点】
一种基于微波透射法的金属薄膜厚度测量方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)在基体上沉积金属薄膜,获得待测样品;(2)选取与待测样品工艺参数中除膜厚控制参数外其余参数相同的样品作为校准样品;将校准样品置于两段直波导传输线的法兰之间并固定,在输入波导侧馈入指定频率的正弦微波信号,并在接收波导侧接收经由校准样品透射过来的正弦微波信号,用馈入微波幅度减去接收到的微波幅度得到嵌入校准样品后的波导插入损耗I
【技术特征摘要】
1.一种基于微波透射法的金属薄膜厚度测量方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)在基体上沉积金属薄膜,获得待测样品;(2)选取与待测样品工艺参数中除膜厚控制参数外其余参数相同的样品作为校准样品;将校准样品置于两段直波导传输线的法兰之间并固定,在输入波导侧馈入指定频率的正弦微波信号,并在接收波导侧接收经由校准样品透射过来的正弦微波信号,用馈入微波幅度减去接收到的微波幅度得到嵌入校准样品后的波导插入损耗IL;(3)测量校准样品的方块电阻RS;(4)测量校准样品的金属膜厚h;(5)由所测方块电阻RS和金属膜厚h计算得到金属薄膜电导率σ=1/(RS*h);(6)由波导插入损耗IL及方块电阻RS得到插损-膜厚关联系数C=(10^(IL/20)-1)*RS;(7)将校准样品替换为待测样品置于两段直波导传输线的法兰之间并固定,并测量此时的波导插入损耗IL,m;(8)计算待测样品膜厚为hm=(10^(IL,m/20)-1)/(σC)。2.根据权利要求1所述的一种基于微波透射法的金属薄膜厚度测量方法,其特征在于,步骤(1)中通过磁控溅射沉积工艺、或热蒸发沉积工艺、或电子束蒸发工艺在基体上沉积金属薄膜。3.根据权利要求1所述的一种基于微波透射法的金属薄膜厚度测量方法,其特征在于,步骤(3)中采用四探针...
【专利技术属性】
技术研发人员:叶鸣,贺永宁,王怡然,张松昌,赵小龙,王露,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。