[發明專利]用于非破壞性測試的基于無空隙內含物的參考標件及制作方法

在審

• 申請號: 201680004086.2
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107003286A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: S.孫達拉伊;M.R.平特;M.D.佩頓;M.H.阿爾伯特;S.P.特納;D.M.德德里克
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01N29/30
• 分類號: G01N29/30;G01N29/07;G01N29/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 孫鵬,張濤

技術領域

本發明涉及用于在超聲掃描測試中使用的參考標件（reference standard）及制作方法。更具體地說，本發明涉及一種供相位反轉（phase inversion）檢測系統使用的無空隙C掃描校準標件及制作方法。

背景技術

在制造集成電子電路期間施加材料的薄膜的一個方法是濺射沉積，也稱為濺射。濺射包括形成待沉積的材料的靶，并且將靶提供為鄰近強電場的帶負電荷的陰極。電場被用來電離低壓惰性氣體并形成等離子體。等離子體中的帶正電荷的離子被電場朝向帶負電荷的濺射靶加速。離子沖擊濺射靶，并且由此噴射靶材料。噴射的靶材料主要處于原子或原子團的形式，并且可以用于在濺射過程期間在放置在靶附近的基板上沉積薄的均勻的膜。

濺射靶被制造到緊密度容限（tight tolerance），以確保由來自靶的濺射材料所形成的各層的一致性（conformity）和厚度方面的均勻性。在制造濺射靶期間可能發生的一個問題是在濺射??靶材料內形成不連續（discontinuity）。不連續的示例包括遍及材料的空隙、裂紋和孔隙度的變化、以及固體內含物（inclusion）或雜質。濺射靶中的不連續可導致濺射過程期間的單極電弧放電（arcing）。單極電弧放電可引起靶材料的局部化過度加熱和/或爆炸，并且由此可降低基板上薄膜沉積的均勻性和一致性。另外，如果不連續是內含物或其它雜質，則來自不連續的濺射可導致雜質的顆粒沉積到基板上。

因為針對濺射靶中的均勻性、純度和一致性的不斷收緊的容限，所以必須不斷地改進可以區分均質靶材料和非均質靶材料的測試技術。對于測試靶材料最有用的技術之一是對材料非破壞性的技術。換句話說，對材料進行評估但仍使得材料能夠用作起始材料并最終用作濺射靶的技術。

非破壞性測試可以使用諸如超聲波和放射照相術之類的各種非侵入性測量技術來進行，以在不破壞項目的有用性的情況下確定部件、結構或材料的完整性。例如，可以使用諸如通過超聲波的對產品和結構的非破壞性測試來檢測材料內的不連續并測量對象的厚度。

超聲波是具有大于人類聽覺范圍的上限的頻率的振蕩聲壓波。超聲波穿透大多數固體材料，并且可以在不干擾或改變材料的情況下行進通過材料。大多數金屬以及塑料和復合材料可以用超聲波進行測試、檢查和/或成像。聲學掃描儀是用于使用超聲波來進行非破壞性測試的一個選項。聲學掃描儀使用非常高或超高頻超聲波來創建測試對象的內部特征的圖像。可以使用超聲圖像來識別不連續的存在、測量其尺寸并識別其位置。

當不連續引起反射信號的極性或相位的改變時，發生相位反轉成像。例如，當正被測試的材料包含由聲阻抗差異極大的材料制成的不連續時，回波的相位或極性在相對的聲阻抗的順序被反轉（從低到高對高到低）時將反轉。如本文所使用的，術語“相位反轉”指的是當入射聲波在掃描探針處從靶材料反射回來時所經歷的相位中的反轉。

掃描探針可以檢測入射聲波并且將關于波的數據提供到處理此信息的計算機，并且創建表示材料的內部結構的圖像。任何讀出圖像的質量依賴于數據處理和用于量化成像信號的計算機程序?？梢詫⒆x出圖像與校準標件的圖像進行比較，以識別不連續以及潛在地不連續的一個或多個細節，諸如不連續的類型、相對尺寸和低于表面的距離。因此，校準標件的精度影響了后續超聲測試和檢查可以向其解釋的能力和精度。可以使用諸如基于相位反轉的C掃描技術的超聲測試來非破壞性地針對諸如空隙或內含物之類的不連續檢查對象。在C掃描軟件可以在說明和解釋超聲測試數據中被使用之前，必須首先對軟件進行編程或校準，以通過將其與來自已知的不連續的已知信號振幅進行比較來區分信號并解釋數據。

發明內容

在一些實施例中，本申請公開了一種用于校準超聲掃描裝置的參考標件，其包括第一部分，該第一部分包括第一材料、第一面和與第一面相對的第二面。參考標件還具有第二部分，該第二部分包括第二材料、第一面和與第一面相對的第二面。第二部分的第二面與第一部分的第一面相鄰并形成界面。參考標件還包括軸向延伸通過第一部分的第一面和第二部分的第二面的參考材料。第一部分和第二部分被配置成封閉參考材料，使得校準標件在第一材料和參考材料之間的界面處以及在第二材料和參考材料之間的界面處無空隙。