本申请涉及一种薄膜厚度测量装置、方法、计算机设备和存储介质。所述装置包括：样品固定模块、尺寸测量模块、谐振频率测量模块和处理模块，处理模块分别与尺寸测量模块和谐振频率测量模块连接；样品固定模块用于对预定形状的薄膜样品的所有边进行固定，以使薄膜样品的所有边上的挠度和转角均为0；尺寸测量模块用于测量薄膜样品的平面几何尺寸；谐振频率测量模块用于测量薄膜样品的谐振频率；处理模块用于接收外部输入以获取对应薄膜样品的材料物性参数，并根据薄膜样品的谐振频率、平面几何尺寸和材料物性参数得到薄膜样品的厚度。采用本方法测量薄膜厚度的过程无需破坏薄膜样品，准确度较高，同时对薄膜样品的透光性无要求，适应范围广。适应范围广。适应范围广。
【技术实现步骤摘要】
薄膜厚度测量装置、方法、系统、计算机设备和存储介质
[0001]本申请涉及测量
，特别是涉及一种薄膜厚度测量装置、方法、计算机设备和存储介质。
技术介绍
[0002]MEMS器件中存在各种不同厚度的薄膜，大多在微米级别，测量难度较大，而薄膜厚度的准确测量是保证工艺质量、计算性能参数和优化器件结构的基础。
[0003]目前，主要有三种薄膜厚度测量方式，一是接触式表面轮廓仪来进行测量，但该方式需要以恒定的接触力从样品表面划过，会对薄膜表面造成损伤；二是采用光谱椭偏仪来进行薄膜厚度测量，但测量方式对薄膜的透光性有要求，薄膜需透光或部分波长透光，测量适用范围较窄；三是采用工具显微镜测量薄膜厚度，但该测量方式分辨率较低，薄膜厚度的测量结果不精确。
技术实现思路
[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够无损精确测量薄膜厚度且适应范围广的薄膜厚度测量装置、方法、计算机设备和存储介质。
[0005]第一方面，本申请提供了一种薄膜厚度测量装置。所述装置包括：样品固定模块、尺寸测量模块、谐振频率测量模块和处理模块，所述处理模块分别与所述尺寸测量模块和谐振频率测量模块连接；
[0006]所述样品固定模块用于对预定形状的薄膜样品的所有边进行固定，以使所述薄膜样品的所有边上的挠度和转角均为0；
[0007]所述尺寸测量模块用于测量所述薄膜样品的平面几何尺寸，并将测量数据发送至所述处理模块；
[0008]所述谐振频率测量模块用于测量所述薄膜样品的谐振频率，并将测量数据发送至所述处理模块；
[0009]所述处理模块用于接收外部输入以获取对应所述薄膜样品的材料物性参数，并根据所述薄膜样品的谐振频率、所述平面几何尺寸和所述材料物性参数得到所述薄膜样品的厚度。
[0010]通过所述样品固定模块用于对预定形状的薄膜样品的所有边进行固定，以使所述薄膜样品的所有边上的挠度和转角为0，从而便于尺寸测量模块和谐振频率测量模块测量薄膜样品的平面几何尺寸和谐振频率，在得到测量数据后，通过计算获取对应所述薄膜样品的材料物性参数，并在薄膜样品的挠度和转角为0的情况下，根据薄膜样品的谐振频率、平面尺寸和材料物性参数可以计算出薄膜样品的厚度，实现了对薄膜厚度的测量。其中，由于现有的测量薄膜样品的平面几何尺寸和谐振频率的方式成熟度较高，准确性高，对薄膜样品的透光性无要求，且无需破坏薄膜样品，则通过上述方式得到薄膜厚度的过程无需破坏薄膜样品，准确度较高，同时对薄膜样品的透光性无要求，适应范围广。
[0011]在其中一个实施例中，所述薄膜样品的形状为圆形或矩形；
[0012]所述尺寸测量模块包括白光干涉仪，所述白光干涉仪用于在所述薄膜样品为圆形时，测量所述薄膜样品的直径，并在所述薄膜样品为矩形时，测量所述薄膜样品的各边的边长；或者
[0013]所述尺寸测量模块包括激光扫描共聚焦显微镜，所述激光扫描共聚焦显微镜用于对所述薄膜样品进行扫描，并发送扫描信号至处理模块，所述处理模块用于根据所述扫描信号得到所述薄膜样品的数字图像，在所述薄膜样品为圆形时，基于所述数字图像得到所述薄膜样品的直径，并在所述薄膜样品为矩形时，基于所述数字图像得到所述薄膜样品的各边的边长。
[0014]在其中一个实施例中，所述谐振频率测量模块包括显微激光测振仪，所述显微激光测振仪用于测量所述薄膜样品的谐振频率。
[0015]在其中一个实施例中，所述处理模块包括存储器、第一接收单元、调取单元和处理单元；所述存储器存储有多种薄膜材料的物性参数；所述第一接收单元模块用于接收外部输入的对应所述薄膜样品的薄膜材料；所述调取单元在所述第一接收单元模块接收外部输入的对应所述薄膜样品的薄膜材料时，根据接收到的所述薄膜材料从所述存储器中调取对应所述薄膜样品的材料物性参数；所述处理单元用于根据所述薄膜样品的谐振频率、所述平面几何尺寸和所述材料物性参数得到计算所述薄膜样品的厚度。
[0016]在其中一个实施例中，所述处理模块还包括第二接收单元，所述第二接收单元用于接收外部输入的薄膜材料的材料物性参数，并在未存储接收到的薄膜材料的材料物性参数时，存储接收到的薄膜材料的材料物性参数。
[0017]第二方面，本申请还提供了一种薄膜厚度测量方法。所述方法包括：
[0018]在所述样品固定模块固定所述薄膜样品后，获取所述尺寸测量模块和所述谐振频率测量模块测量的所述薄膜样品的平面几何尺寸和谐振频率；
[0019]获取所述薄膜样品的材料物性参数；
[0020]根据所述谐振频率、所述平面几何尺寸和所述材料物性参数计算所述薄膜样品的厚度。
[0021]在其中一个实施例中，所述获取所述薄膜样品的材料物性参数，包括：
[0022]获取对应所述薄膜样品的薄膜材料的杨氏模量、泊松比和密度。
[0023]在其中一个实施例中，计算所述薄膜样品的厚度的公式为：
[0024][0025]其中，h表示所述薄膜样品的厚度，f1表示所述薄膜样品的谐振频率，v表示所述薄膜样品的泊松比，ρ表示所述薄膜样品的密度，E表示所述薄膜样品的杨氏模量；在所述薄膜样品为圆形时，d表示所述薄膜样品的直径；在所述薄膜样品为矩形时，a和b分别表示所述薄膜样品相邻两边的边长。
[0026]第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理
器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0027]在所述样品固定模块固定所述薄膜样品后，获取所述尺寸测量模块和所述谐振频率测量模块测量的所述薄膜样品的平面几何尺寸和谐振频率；
[0028]获取所述薄膜样品的材料物性参数；
[0029]根据所述谐振频率、所述平面几何尺寸和所述材料物性参数计算所述薄膜样品的厚度。
[0030]第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0031]在所述样品固定模块固定所述薄膜样品后，获取所述尺寸测量模块和所述谐振频率测量模块测量的所述薄膜样品的平面几何尺寸和谐振频率；
[0032]获取所述薄膜样品的材料物性参数；
[0033]根据所述谐振频率、所述平面几何尺寸和所述材料物性参数计算所述薄膜样品的厚度。
[0034]第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0035]在所述样品固定模块固定所述薄膜样品后，获取所述尺寸测量模块和所述谐振频率测量模块测量的所述薄膜样品的平面几何尺寸和谐振频率；
[0036]获取所述薄膜样品的材料物性参数；
[0037]根据所述谐振频率、所述平面几何尺寸和所述材料物性参数计算所述薄膜样品的厚度。
[0038]上述薄膜厚度测量装置、方法、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，相对现有技术的优势与上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种薄膜厚度测量装置，其特征在于，所述装置包括：样品固定模块、尺寸测量模块、谐振频率测量模块和处理模块，所述处理模块分别与所述尺寸测量模块和谐振频率测量模块连接；所述样品固定模块用于对预定形状的薄膜样品的所有边进行固定，以使所述薄膜样品的所有边上的挠度和转角均为0；所述尺寸测量模块用于测量所述薄膜样品的平面几何尺寸，并将测量数据发送至所述处理模块；所述谐振频率测量模块用于测量所述薄膜样品的谐振频率，并将测量数据发送至所述处理模块；所述处理模块用于接收外部输入以获取对应所述薄膜样品的材料物性参数，并根据所述薄膜样品的谐振频率、所述平面几何尺寸和所述材料物性参数得到所述薄膜样品的厚度。2.根据权利要求1所述的薄膜厚度测量装置，其特征在于，所述薄膜样品的形状为圆形或矩形；所述尺寸测量模块包括白光干涉仪，所述白光干涉仪用于在所述薄膜样品为圆形时，测量所述薄膜样品的直径，并在所述薄膜样品为矩形时，测量所述薄膜样品的各边的边长；或者所述尺寸测量模块包括激光扫描共聚焦显微镜，所述激光扫描共聚焦显微镜用于对所述薄膜样品进行扫描，并发送扫描信号至处理模块，所述处理模块用于根据所述扫描信号得到所述薄膜样品的数字图像，在所述薄膜样品为圆形时，基于所述数字图像得到所述薄膜样品的直径，并在所述薄膜样品为矩形时，基于所述数字图像得到所述薄膜样品的各边的边长。3.根据权利要求1所述的薄膜厚度测量装置，其特征在于，所述谐振频率测量模块包括显微激光测振仪，所述显微激光测振仪用于测量所述薄膜样品的谐振频率。4.根据权利要求1至3任意一项所述的薄膜厚度测量装置，其特征在于，所述处理模块包括存储器、第一接收单元、调取单元和处理单元；所述存储器存储有多种薄膜材料的物性参数；所述第一接收单元模块用于接收外部输入的对应所述薄膜样品的薄膜材料；所述调取单元在所述第一接收单元模块接收外部输入的对应所述薄膜样品的薄膜材料时，根据接收到的所述薄膜材料从所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李仕远，董显山，苏伟，黄钦文，黄一雄，黄云，路国光，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室，
类型：发明
国别省市：
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