[发明专利]薄膜厚度的测量方法及装置在审
申请号: | 201910561172.9 | 申请日: | 2019-06-26 |
公开(公告)号: | CN112146581A | 公开(公告)日: | 2020-12-29 |
发明(设计)人: | 李政 | 申请(专利权)人: | 长鑫存储技术有限公司 |
主分类号: | G01B11/06 | 分类号: | G01B11/06;G01B15/02 |
代理公司: | 上海盈盛知识产权代理事务所(普通合伙) 31294 | 代理人: | 孙佳胤 |
地址: | 230001 安徽省合肥市蜀山*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 薄膜 厚度 测量方法 装置 | ||
本发明提供一种薄膜厚度的测量方法及装置,所述方法包括如下步骤:获得校准参数的步骤:采用第一测量方法测量参考样品的薄膜层的厚度,得到所述参考样品的薄膜层的第一厚度;采用第二测量方法测量所述参考样品的薄膜层的厚度,得到所述参考样品的薄膜层的第二厚度;将所述第一厚度与所述第二厚度进行比较,得到所述校准参数;获得待测样品的薄膜层的厚度步骤:采用所述第一测量方法测量待测样品的薄膜层的初始厚度,所述待测样品与所述参考样品为同类型样品;采用所述校准参数对所述初始厚度进行校准,得到该待测样品的薄膜层的厚度。其能够对超薄单层薄膜的厚度及多层薄膜层交叠设置的结构的薄膜层的厚度进行准确测量,提高测量精度。
技术领域
本发明涉及测量技术领域,尤其涉及一种薄膜厚度的测量方法及装置。
背景技术
薄膜技术在各个高科技领域,发挥着越来越重要的作用。在近代科学技术的许多部门中对各种薄膜的研究和应用日益广泛。对于薄膜,膜厚和折射率是重要的参数,在一定的程度上决定着薄膜的力学性能、电磁性能、光电性能以及光学性能。因而准确地测量薄膜的厚度和折射率已变得非常迫切和重要。
椭圆偏振法是一种先进的测量薄膜纳米级厚度的方法,它能够在高真空、空气、水气等各种环境下使用。椭圆偏振法具有灵敏度高(可探测生长中的薄膜小于0.1nm的厚度变化)、精度高(比一般的干涉法高一至二个数量级)、非破坏性的特点。目前椭圆偏振法测量已在光学、半导体、生物、医学等诸方面得到较为广泛的应用。但是,椭圆偏振法的缺点在于,对于厚度较薄的超薄薄膜,例如栅氧化物层,其厚度仅为2~5nm,椭圆偏振法的测量不准确;对于多层薄膜层交叠设置的结构,例如,SiN/Oxide/SiN薄膜结构或者SiN/Oxide薄膜结构,薄膜层之间会干涉,导致椭圆偏振法的测量不准确。
因此,亟需一种上述厚度较薄的超薄薄膜及多层薄膜层交叠设置的结构的厚度的测量方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种薄膜厚度的测量方法及装置,其能够实现对超薄单层薄膜的厚度及多层薄膜层交叠设置的结构的薄膜层的厚度的准确测量。
为了解决上述问题,本发明提供了一种薄膜厚度的测量方法,其包括如下步骤:获得校准参数的步骤:采用第一测量方法测量参考样品的薄膜层的厚度,得到所述参考样品的薄膜层的第一厚度;采用第二测量方法测量所述参考样品的薄膜层的厚度,得到所述参考样品的薄膜层的第二厚度;将所述第一厚度与所述第二厚度进行比较,得到所述校准参数;获得待测样品的薄膜层的厚度步骤:采用所述第一测量方法测量待测样品的薄膜层的初始厚度,所述待测样品与所述参考样品为同类型样品;采用所述校准参数对所述初始厚度进行校准,得到该待测样品的薄膜层的厚度。
在一实施例中,在所述参考样品上选取多个测量点,获得校准参数的步骤进一步包括如下步骤:采用第一测量方法测量所述参考样品的薄膜层在测量点处的厚度,得到所述参考样品的薄膜层在测量点处的第一厚度;采用第二测量方法测量所述参考样品的薄膜层在测量点处的厚度,得到所述参考样品的薄膜层在测量点处的第二厚度;将所述第一厚度与所述第二厚度进行比较,得到初始参数;将多个初始参数进行标准化,得到所述校准参数。
在一实施例中,所述待测样品与所述参考样品具有相同的测量点,获得待测样品的薄膜层的厚度的步骤进一步包括如下步骤:采用所述第一测量方法测量所述待测样品的薄膜层在测量点处的初始厚度;采用所述校准参数对所述初始厚度进行校准,得到该待测样品的薄膜层在测量点处的厚度。
在一实施例中,所述参考样品及所述待测样品均包括多层交替设置的薄膜层。
在一实施例中,多层交替设置的薄膜层的总厚度小于10纳米。
在一实施例中,所述参考样品及所述待测样品均包括一层薄膜层,所述薄膜层的厚度小于10纳米。
在一实施例中,所述第一测量方法是椭圆偏振法,所述第二测量方法是X射线光电子能谱分析方法。
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