[发明专利]一种膜厚测试装置及膜厚测试方法

权利要求书

1.一种膜厚测试装置，其特征在于，所述装置包括：平面压头(1)、采集单元(2)、以及与所述采集单元(2)电连接的处理单元(3)，所述平面压头(1)包括：底板(11)和形成在所述底板(11)上的压电薄膜层(12)，所述采集单元(2)包括多个均匀分布在所述压电薄膜层(12)上且相互间隔的采集电路(21)，所述采集电路(21)设于所述底板(11)上，

所述采集电路(21)用于采集所述压电薄膜层(12)中与所述采集电路(21)相对应的位置发生形变时产生的电流信号，

所述处理单元(3)用于根据各个所述采集电路(21)采集到的电流信号计算所述压电薄膜层(12)中与各个所述采集电路(21)相对应位置发生形变时产生的形变量，根据第一形变量和第二形变量之间的差值计算待测薄膜样品的膜厚，所述待测薄膜样品包括基板和生长在所述基板上的待测薄膜，所述待测薄膜的相邻处设有无待测薄膜区域，所述第一形变量为所述压电薄膜层(12)在与有待测薄膜区域相对应区域中，与各个所述采集电路(21)相对应位置发生形变时产生的形变量，所述第二形变量为所述压电薄膜层(12)在与所述无待测薄膜区域相对应区域中，与各个所述采集电路(21)相对应位置发生形变时产生的形变量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述采集电路(21)包括：第一电极(211)、第二电极(212)、以及用于将电荷转化为电流信号的电荷转化器(213)，所述第一电极(211)和所述电荷转化器(213)电连接且均设于所述底板(11)上，所述第二电极(212)对应所述第一电极(211)设于所述压电薄膜层(12)的与所述底板(11)相反的表面上。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，属于同一个所述采集电路(21)的第一电极(211)和电荷转化器(213)集成在一个纳米级芯片上。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述平面压头(1)还包括：压力传递层(13)，所述压力传递层(13)和所述底板(11)分别固定在所述压电薄膜层(12)的两侧。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述压力传递层(13)上均匀分布多个压力缓冲孔(131)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述压力传递层(13)由聚酰亚胺制成。

7.一种基于权利要求1所述的膜厚测试装置实现的膜厚测试方法，其特征在于，所述方法包括：

将平面压头按压在待测薄膜样品表面；

采集所述压电薄膜层中与各个所述采集电路相对应位置发生形变时产生的电流信号；

根据所述电流信号计算所述待测薄膜样品的膜厚。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述电流信号计算所述待测薄膜样品的膜厚，包括：

根据所述电流信号计算所述压电薄膜层中与各个所述采集电路相对应位置发生形变时产生的形变量；

根据所述形变量计算所述待测薄膜样品的膜厚。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述电流信号计算所述压电薄膜层中与各个所述采集电路相对应位置发生形变时产生的形变量，包括：

根据预设的压电薄膜层的形变量与压电薄膜层发生形变时产生的电流信号之间的对应关系，获取所述压电薄膜层中与各个所述采集电路相对应位置发生形变时产生的形变量。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述待测薄膜样品包括：有待测薄膜区域和无待测薄膜区域，

所述根据所述形变量计算所述待测薄膜样品的膜厚，包括：

计算所述压电薄膜层在与所述有待测薄膜区域相对应区域中，与各个所述采集电路相对应位置发生形变时产生的第一形变量；

计算所述压电薄膜层在与所述无待测薄膜区域相对应区域中，与各个所述采集电路相对应位置发生形变时产生的第二形变量；

根据所述第一形变量和所述第二形变量之间的差值计算所述待测薄膜样品的膜厚。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一形变量和所述第二形变量之间的差值计算所述待测薄膜样品的膜厚，包括：

统计多个所述第一形变量的平均值；

统计多个所述第二形变量的平均值；

根据所述多个第一形变量的平均值与所述多个第二形变量的平均值之间的差值计算所述待测薄膜样品的膜厚。