[發(fā)明專利]SiO2薄膜厚度的測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310015956.4
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103115575A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康志龍;劉輝;郭艷菊
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 胡安朋

1.SiO₂薄膜厚度的測量方法，其特征在于：是基于光纖激光器的SiO₂薄膜厚度的測量方法，分為測量在SiO₂氧化爐中Si片上生長的SiO₂薄膜厚度的動態(tài)測量方法和測量生長有SiO₂薄膜的Si片上的SiO₂薄膜厚度的靜態(tài)測量方法兩種，所用的儀器和部件包括光纖激光器、載物架、接收屏、A/D轉(zhuǎn)換器和DSP微處理器，

A.動態(tài)測量方法，步驟是：

第一步，把待測生長SiO₂薄膜厚度的Si片樣品放置在載物架上，再一起安放于SiO₂氧化爐里專門放樣品的地方，將光纖激光器置于該待測Si片樣品左上方并緊挨著SiO₂氧化爐壁，與上述Si片樣品垂直方向的角度為15°≤α≤75°，激光入射角為15°≤α≤75°，接收屏垂直置于與上述Si片樣品右上方的位置，接收屏與A/D轉(zhuǎn)換器通過有線連接，A/D轉(zhuǎn)換器與DSP微處理器通過有線連接；

第二步，將第一步中設(shè)置的光纖激光器發(fā)射的入射光以α角度入射到待測Si片樣品表面，反射光則被接收屏接收，該接收屏將接收后的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)字信號，由DSP微處理器記錄并儲存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為i1，作為采集待測SiO₂薄膜生長的起始位置數(shù)據(jù)；

第三步，隨著待測Si片樣品在SiO₂氧化爐里氧化，待測Si片樣品上的SiO₂薄膜按單原子層連續(xù)生長，反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)也隨之在接收屏上移動，DSP微處理器記錄并儲存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)作為采集待測SiO₂薄膜生長的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)i2，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行如下第四步的數(shù)據(jù)的處理；

第四步，數(shù)據(jù)的處理，得出待測SiO₂薄膜厚度

兩次記錄并儲的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h＝|i1－i2|，

待測SiO₂薄膜的厚度

B.靜態(tài)測量方法，步驟是：

第一步，把待測SiO₂薄膜厚度的已經(jīng)生長了SiO₂薄膜的Si片樣品放置在載物架上，將光纖激光器置于該待測Si片樣品左上方,與上述Si片樣品垂直方向的角度為15°≤α≤75°，激光入射角為15°≤α≤75°，接收屏置于與上述Si片樣品右上方的位置，接收屏與A/D轉(zhuǎn)換器通過有線連接，A/D轉(zhuǎn)換器與DSP微處理器通過有線連接；

第二步，將第一步中設(shè)置的光纖激光器發(fā)射的入射光以α角度入射到待測Si片樣品表面，反射光則被接收屏接收，該接收屏將接收后的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)字信號，由DSP微處理器記錄并儲存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為i1，作為采集待測SiO₂薄膜的起始位置數(shù)據(jù)；

第三步，對上述Si片上的SiO₂薄膜進(jìn)行刻蝕，刻蝕深度至Si-SiO₂界面處，

第四步，將第一步中設(shè)置的光纖激光器發(fā)射的入射光以α角度入射到經(jīng)第三步刻蝕后的Si片表面，反射光則被接收屏接收，該接收屏將接收后的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)字信號，由DSP微處理器記錄并儲存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為i2，作為采集待測SiO₂薄膜刻蝕后的位置數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行如下第五步的數(shù)據(jù)的處理；

第五步，數(shù)據(jù)的處理，得出待測SiO₂薄膜厚度

兩次記錄并儲的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h＝|i1－i2|，

待測SiO₂薄膜的厚度X=h/2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述SiO₂薄膜厚度的測量方法，其特征在于：該方法在測量操作的實施中采用以下的在線實時測量操作或離線單獨(dú)測量操作：在線測量實時操作是指將所用的測量儀器長期安置在固定地方，連續(xù)不斷地進(jìn)行測量操作和數(shù)據(jù)處理，不斷得出待測SiO₂薄膜的厚度并實時進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；離線單獨(dú)測量操作是指所用的測量儀器臨時安置在測量操作處，進(jìn)行測量操作和數(shù)據(jù)處理，一次性測量得出待測SiO₂薄膜的厚度，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，測量完畢后即取下所臨時安置的測量裝置。