[發(fā)明專利]樣品分析系統(tǒng)以及樣品分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510751567.7
• 申請日: 2015-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN105445201B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康斯坦丁·莫吉利尼科夫;許開東
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇魯汶儀器有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/21
• 分類號(hào): G01N21/21
• 代理公司: 北京得信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11511
• 代理人: 袁偉東

本發(fā)明公開一種樣品分析系統(tǒng)以及樣品分析方法，該樣品分析系統(tǒng)具備：樣品臺(tái)；樣品溫度調(diào)控單元，其包括樣品溫度測試裝置、樣品溫度調(diào)節(jié)裝置、和樣品溫度控制裝置；氣體供給單元，其包括氣體儲(chǔ)罐、減壓裝置、混合氣體制備裝置、和氣流噴出裝置；以及光學(xué)分析單元，其包括偏光儀和分析儀。所涉及的樣品分析方法具有：樣品溫度調(diào)控步驟，通過所述樣品溫度調(diào)控單元將置于所述樣品臺(tái)上的樣品的溫度調(diào)節(jié)控制為某一恒定溫度；混合氣體制備步驟，使來自所述氣體儲(chǔ)罐的氣體經(jīng)過減壓裝置后，在所述混合氣體制備裝置形成混合氣體；氣體噴出步驟，利用所述氣流噴出裝置，將混合氣體以一定的流量噴射到樣品表面；光學(xué)分析步驟，利用所述偏光儀和所述分析儀，采用橢圓偏光法對所述樣品進(jìn)行分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種樣品分析系統(tǒng)以及樣品分析方法，具體來說，涉及一種利用橢圓偏光儀的樣品分析系統(tǒng)以及采用橢圓偏光法的樣品分析方法。

背景技術(shù)

多孔薄膜微電子學(xué)(低介電常數(shù)膜)、細(xì)胞膜、催化膜、傳感器等諸多領(lǐng)域中具有較為廣闊的應(yīng)用。其中一個(gè)很重要的應(yīng)用是對在超大規(guī)模集成電路(ULSI)裝置的先導(dǎo)工藝后道互聯(lián)(advanced interconnects)中所使用的低介電常數(shù)膜(簡稱低-k膜)進(jìn)行評價(jià)。與此同時(shí)，傳感器等領(lǐng)域的薄膜材料的應(yīng)用正在迅速擴(kuò)大。在以下的專利文獻(xiàn)1～4以及非專利文獻(xiàn)中記載了利用橢圓偏光法(ellipsometry)對多孔低-k膜進(jìn)行評價(jià)的方法。

專利文獻(xiàn)1：US 6,435,008 B2

專利文獻(xiàn)2：US 6,662,631

專利文獻(xiàn)3：US 2006/0254374 A1

專利文獻(xiàn)4：US 7,568,379 B2

非專利文獻(xiàn)：Adsorption and Desorption Isotherms at Ambient TemperatureObtained by Ellipsometric Porosimetry to Probe Micropores in OrderedMesoporous Silica Films.Bourgeois A.，Brunet-Bruneau A.，F(xiàn)isson S.，RivoriJ.Adsorption 11:195-199，2005

近年來，人們對低介電常數(shù)材料(簡稱低-k材料)的研究在微米、納米技術(shù)領(lǐng)域等諸多領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的興趣。利用橢圓偏光法可對材料的孔隙度進(jìn)行研究，并能夠在溶劑蒸氣環(huán)境中對多孔層的厚度和參數(shù)進(jìn)行研究。多孔材料的折射率的變化是溶劑蒸氣的相對壓力變化的函數(shù)，這使得能夠確定導(dǎo)入孔隙的溶劑體積，并能夠建立一個(gè)等溫曲線。由此能夠測量多孔材料的孔隙度，從而研究其機(jī)械電學(xué)特性。專利文獻(xiàn)1記載了利用橢圓偏光儀測試材料孔隙度的方法。如圖8所示，專利文獻(xiàn)1中所使用的測試裝置1a包括真空測試腔室2、溶劑罐4、泵6、吸附閥5、解吸閥7、壓力傳感器8、橢圓偏光儀9、以及數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)10。其中，在真空測試腔室2中放置有多孔材料3，吸附閥5用于控制流入測試腔室2的溶劑流量，泵6和解吸閥7用于泵取溶劑蒸氣，壓力傳感器8用于對測試腔室2內(nèi)的溶劑蒸氣壓力，由此利用橢圓偏光法對元器件3的材料性能進(jìn)行測試。專利文獻(xiàn)4在專利文獻(xiàn)1的基礎(chǔ)上對溶劑蒸氣壓力控制做了進(jìn)一步的改進(jìn)，提高了對測試腔室2內(nèi)溶劑蒸氣壓力進(jìn)行控制的精度，從而提高了測量結(jié)果的精確度和可靠性。但是這些專利文獻(xiàn)記載的系統(tǒng)均需要測試真空腔室2，使得設(shè)備的成本較為昂貴。另外，測試通常需要在一定的氣氛壓力下進(jìn)行，形成特定的溶劑蒸氣壓力需要一定時(shí)間，并且為了建立等溫曲線，需要多次變化作為變量的溶劑蒸氣壓力，這都比較耗費(fèi)時(shí)間，從而降低了測試的效率。同時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)需要大量的溶劑蒸氣填充真空腔室2，使得測量的成本相對較高。