專(zhuān)利名稱(chēng)：SiO₂薄膜厚度的測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)方案涉及采用光學(xué)方法計(jì)量厚度，具體地說(shuō)是SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于SiO2薄膜的制備和其厚度的測(cè)量是集成電路生產(chǎn)的重要步驟。SiO2薄膜厚度直接影響著集成電路的性能和穩(wěn)定性。因此，SiO2薄膜厚度的測(cè)量是至關(guān)重要的?，F(xiàn)有的SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法有:稱(chēng)重法、臺(tái)階儀、光干涉法、橢圓偏振法、紅外線測(cè)量?jī)x和隧道掃面電鏡測(cè)量方法。用稱(chēng)重法測(cè)量SiO2薄膜厚度，精度不高；用臺(tái)階儀、光干涉法或橢圓偏振法測(cè)量SiO2薄膜厚度，對(duì)SiO2薄膜會(huì)造成損傷；用紅外線測(cè)量?jī)x或隧道掃面電鏡測(cè)量SiO2薄膜厚度，精度雖然較高，但所用設(shè)備的價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，是基于光纖激光器的SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量SiO2薄膜厚度的精度不高或所用設(shè)備的價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)。本發(fā)明解決該技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:Si02薄膜厚度的測(cè)量方法，是基于光纖激光器的SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，分為測(cè)量在SiO2氧化爐中Si片上生長(zhǎng)的SiO2薄膜厚度的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法和測(cè)量生長(zhǎng)有SiO2薄膜的Si片上的SiO2薄膜厚度的靜態(tài)測(cè)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，
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A.動(dòng)態(tài)測(cè)量方法，步驟是:第一步，把待測(cè)生長(zhǎng)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(zhuān)門(mén)放樣品的地方，將光纖激光器置于該待測(cè)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° < a <75°，激光入射角為15° < a彡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(guò)有線連接，A/D轉(zhuǎn)換器與DSP微處理器通過(guò)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a角度入射到待測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，由DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為il，作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的起始位置數(shù)據(jù)；第三步，隨著待測(cè)Si片樣品在SiO2氧化爐里氧化，待測(cè)Si片樣品上的SiO2薄膜按單原子層連續(xù)生長(zhǎng)，反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)也隨之在接收屏上移動(dòng)，DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)i2，然后對(duì)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(cè)SiO2薄膜厚度兩次記錄并儲(chǔ)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h = Iil -12|，
待測(cè)SiO2薄膜的厚度X=l|^h;B.靜態(tài)測(cè)量方法，步驟是:第一歩，把待測(cè)SiO2薄膜厚度的已經(jīng)生長(zhǎng)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(cè)Si片樣品左上方，與上述Si片樣品垂直方向的角度為15°彡a彡75°，激光入射角為15°彡a彡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(guò)有線連接，A/D轉(zhuǎn)換器與DSP微處理器通過(guò)有線連接；第二步，將第一歩中設(shè)置的光纖激光器發(fā)射的入射光以a角度入射到待測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，由DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為il，作為采集待測(cè)SiO2薄膜的起始位置數(shù)據(jù)；第三步，對(duì)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a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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，由DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為i2，作為采集待測(cè)SiO2薄膜刻蝕后的位置數(shù)據(jù)，然后對(duì)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(cè)SiO2薄膜厚度兩次記錄并儲(chǔ)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h = |il — i2|，待測(cè)SiO2薄膜的厚度X=h/2。上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，該方法在測(cè)量操作的實(shí)施中采用以下的在線實(shí)時(shí)測(cè)量操作或離線單獨(dú)測(cè) 量操作:在線測(cè)量實(shí)時(shí)操作是指將所用的測(cè)量?jī)x器長(zhǎng)期安置在固定地方，連續(xù)不斷地進(jìn)行測(cè)量操作和數(shù)據(jù)處理，不斷得出待測(cè)SiO2薄膜的厚度并實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；離線單獨(dú)測(cè)量操作是指所用的測(cè)量?jī)x器臨時(shí)安置在測(cè)量操作處，進(jìn)行測(cè)量操作和數(shù)據(jù)處理，一次性測(cè)量得出待測(cè)SiO2薄膜的厚度，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，測(cè)量完畢后即取下所臨時(shí)安置的測(cè)量裝置。上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，在動(dòng)態(tài)測(cè)量方法中，作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的起始位置數(shù)據(jù)依然為H，而對(duì)于作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)i2，優(yōu)選采用下述八次測(cè)量求其平均值的操作方法，即把待測(cè)SiO2薄膜厚度的Si片樣品放置在載物架上并一起安放于SiO2氧化爐里專(zhuān)門(mén)放樣品的地方之后，隨著待測(cè)Si片樣品在SiO2氧化爐里氧化，待測(cè)Si片樣品上的SiO2薄膜按單原子層連續(xù)生長(zhǎng)，反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)也隨之在接收屏上移動(dòng)，當(dāng)SiO2薄膜生長(zhǎng)到所需厚度吋，DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)為i21，然后水平移動(dòng)載物架七次，反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)也隨之在接收屏上移動(dòng)，毎次移動(dòng)距離L為5X 10_3mm，分別采集毎次移動(dòng)距離L后的七個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，共得八個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，分別為i21、i22、i23、i24、i25、i26、i27和i28，每次測(cè)得的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)均由DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存后，求得i21 i28的平均值為i2，將該平均值i2作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理如下:兩次記錄并儲(chǔ)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h = I il —平均值i2 I，待測(cè)SiO2薄膜的厚度X= — h。
上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，在靜態(tài)測(cè)量方法中，作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的起始位置數(shù)據(jù)依然為il，而對(duì)于經(jīng)刻蝕后的Si片表面的反射光則被接收屏接收并作為采集待測(cè)SiO2薄膜的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)i2，優(yōu)選采用下述八次測(cè)量求其平均值的操作方法，第一次采集經(jīng)刻蝕后的Si片表面的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為i21，之后水平移動(dòng)載物架七次，每次移動(dòng)距離L為5X 10_3mm，分別采集每次移動(dòng)距離L后的七個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，共得八個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)分別為i21、i22、i23、i24、i25、i26、i27和i28，每次的測(cè)得反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)均由DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存后，求的i21 i28的平均值i2，將該平均值i2作為采集待測(cè)SiO2薄膜刻蝕后的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理如下:兩次記錄并儲(chǔ)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h = I il —平均值i2 I，待測(cè)SiO2薄膜的厚度X=h/2。上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，所述DSP微處理器中的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法的操作程序的流程是:開(kāi)始一初始化一采集待測(cè)SiO2薄膜的起始位置數(shù)據(jù)il —采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)i2 —作差h = |il — i2 I —求得SiO2薄膜厚度X—結(jié)束；或開(kāi)始一初始化一采集待測(cè)SiO2薄膜的起始位置數(shù)據(jù)il —采集當(dāng)前坐標(biāo)位置i21 —分別采集每次移動(dòng)距離L前后的7個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)i22 i28 —用八個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)i21 i28的平均值i2作差h = I il —平均值i2 I —求SiO2薄膜厚度均值X—結(jié)束。上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，所述DSP微處理器中的靜態(tài)測(cè)量方法的操作程序的流程是:開(kāi)始一初始化一采集待測(cè)SiO2薄膜刻蝕的起始位置數(shù)據(jù)il —采集待測(cè)SiO2薄膜刻蝕后的位置數(shù)據(jù)i2 —作差h = I il-12 I —求得SiO2薄膜厚度X —結(jié)束；或開(kāi)始一初始化一采集待測(cè)SiO2薄膜刻蝕的起始位置數(shù)據(jù)il —對(duì)SiO2薄膜進(jìn)行刻蝕一分別采集每次移動(dòng)距離L前后的八個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)i21 i28 —用八個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)i21 i28的平均值i2作差h = |11-平均值12| —求SiO2薄膜厚度均值X—結(jié)束。上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，所述光纖激光器選用445nm 1550nm的光纖激光器。上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，所用接收屏是電荷耦合元件。上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，所述光纖激光器置于該待測(cè)Si片樣品左上方，其距離為2.5cm ;所述接收屏垂直置于與上述Si樣品右上方的位置未Icm處。上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，所說(shuō)“左” “右”方位是相應(yīng)附

圖1和附圖2中顯示的位置而言(下同)。上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，所述測(cè)量裝置中的儀器和部件均通過(guò)公知的途徑獲得，測(cè)量裝置中的設(shè)備和部件的安裝方法和連接方法是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。
本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)是:(I)在上述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法中，由于SiO2分子密度是CSi02=2.2xl022/cm3,每個(gè)SiO2含ー個(gè)Si原子，所以SiO2所含的硅原子數(shù)也為(:_=2.2xl022/cm3。硅晶體的原子密度是Csi=5.0xl022/cm3，根據(jù)物質(zhì)守恒原理，可以得出下面公式:L=L 79h其中，L為SiO2薄膜厚度，h為生長(zhǎng)新的SiO2薄膜層的厚度所消耗Si的厚度。所以我們把測(cè)量SiO2薄膜的厚度，就轉(zhuǎn)化為待測(cè)Si片樣品的SiO2薄膜生長(zhǎng)前后的SiO2薄膜厚度之差，即兩次記錄并儲(chǔ)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h。所用光纖激光器的光不是垂直入射的，與被測(cè)Si片樣品之間有ー個(gè)夾角a，根據(jù)圖1和圖2的幾何關(guān)系，得出則待測(cè)SiO2薄膜的厚度X為:·
權(quán)利要求
1.SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，其特征在于:是基于光纖激光器的SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，分為測(cè)量在SiO2氧化爐中Si片上生長(zhǎng)的SiO2薄膜厚度的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法和測(cè)量生長(zhǎng)有SiO2薄膜的Si片上的SiO2薄膜厚度的靜態(tài)測(cè)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(dòng)態(tài)測(cè)量方法，步驟是: 第一步，把待測(cè)生長(zhǎng)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(zhuān)門(mén)放樣品的地方，將光纖激光器置于該待測(cè)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° < a彡75。，激光入射角為15° < a彡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(guò)有線連接，A/D轉(zhuǎn)換器與DSP微處理器通過(guò)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《角度入射到待測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，由DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為il，作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的起始位置數(shù)據(jù)； 第三步，隨著待測(cè)Si片樣品在SiO2氧化爐里氧化，待測(cè)Si片樣品上的SiO2薄膜按單原子層連續(xù)生長(zhǎng)，反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)也隨之在接收屏上移動(dòng)，DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)i2，然后對(duì)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(cè)SiO2薄膜厚度 兩次記錄并儲(chǔ)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h = |il -12|， I 79 待測(cè)SiO2薄膜的厚度X= Yh; B.靜態(tài)測(cè)量方法，步驟是: 第一步，把待測(cè)SiO2薄膜厚度的已經(jīng)生長(zhǎng)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(cè)Si片樣品左上方，與上述Si片樣品垂直方向的角度為15°彡a彡75°，激光入射角為15°彡a彡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(guò)有線連接，A/D轉(zhuǎn)換器與DSP微處理器通過(guò)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《角度入射到待測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，由DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為il，作為采集待測(cè)SiO2薄膜的起始位置數(shù)據(jù)； 第三步，對(duì)上述Si片上的SiO2薄膜進(jìn)行刻蝕，刻蝕深度至S1-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a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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，由DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為i2，作為采集待測(cè)SiO2薄膜刻蝕后的位置數(shù)據(jù)，然后對(duì)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(cè)SiO2薄膜厚度 兩次記錄并儲(chǔ)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h = |il -12|， 待測(cè)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(cè)量方法，其特征在于:該方法在測(cè)量操作的實(shí)施中采用以下的在線實(shí)時(shí)測(cè)量操作或離線單獨(dú)測(cè)量操作:在線測(cè)量實(shí)時(shí)操作是指將所用的測(cè)量?jī)x器長(zhǎng)期安置在固定地方，連續(xù)不斷地進(jìn)行測(cè)量操作和數(shù)據(jù)處理，不斷得出待測(cè)SiO2薄膜的厚度并實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；離線單獨(dú)測(cè)量操作是指所用的測(cè)量?jī)x器臨時(shí)安置在測(cè)量操作處，進(jìn)行測(cè)量操作和數(shù)據(jù)處理，一次性測(cè)量得出待測(cè)SiO2薄膜的厚度，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，測(cè)量完畢后即取下所臨時(shí)安置的測(cè)量裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，其特征在于:在動(dòng)態(tài)測(cè)量方法中，作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的起始位置數(shù)據(jù)依然為il，而對(duì)于作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)i2，采用下述八次測(cè)量求其平均值的操作方法，即把待測(cè)SiO2薄膜厚度的Si片樣品放置在載物架上并一起安放于SiO2氧化爐里專(zhuān)門(mén)放樣品的地方之后，隨著待測(cè)Si片樣品在SiO2氧化爐里氧化，待測(cè)Si片樣品上的SiO2薄膜按單原子層連續(xù)生長(zhǎng)，反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)也隨之在接收屏上移動(dòng)，當(dāng)SiO2薄膜生長(zhǎng)到所需厚度吋，DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存此反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)為i21，然后水平移動(dòng)載物架七次，反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)也隨之在接收屏上移動(dòng)，毎次移動(dòng)距離L為5X 10_3mm，分別采集毎次移動(dòng)距離L后的七個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，共得八個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，分別為i21、i22、i23、i24、i25、i26、i27和i28，每次測(cè)得的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)均由DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存后，求得i21 i28的平均值為i2，將該平均值i2作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理如下: 兩次記錄并儲(chǔ)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h = I il —平均值i2 I， 待測(cè)SiO2薄膜的厚度X=gh。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，其特征在于:在靜態(tài)測(cè)量方法中，作為采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的起始位置數(shù)據(jù)依然為il，而對(duì)于經(jīng)刻蝕后的Si片表面的反射光則被接收屏接收并作為采集待測(cè)SiO2薄膜的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)i2，優(yōu)選采用下述八次測(cè)量 求其平均值的操作方法，第一次采集經(jīng)刻蝕后的Si片表面的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)為i21，之后水平移動(dòng)載物架七次，毎次移動(dòng)距離L為5X10_3mm，分別采集每次移動(dòng)距離L后的七個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，共得八個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)分別為i21、i22、i23、i24、i25、i26、i27和i28，每次的測(cè)得反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)均由DSP微處理器記錄并儲(chǔ)存后，求的i21 i28的平均值i2，將該平均值i2作為采集待測(cè)SiO2薄膜刻蝕后的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理如下: 兩次記錄并儲(chǔ)的反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)之差h = I il-平均值i2 I， 待測(cè)SiO2薄膜的厚度X=h/2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，其特征在于:所述DSP微處理器中的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法的操作程序的流程是: 開(kāi)始一初始化一采集待測(cè)SiO2薄膜的起始位置數(shù)據(jù)il —采集待測(cè)SiO2薄膜生長(zhǎng)的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)i2 —作差h = il - 12 I —求得SiO2薄膜厚度X —結(jié)束； 或 開(kāi)始一初始化一采集待測(cè)SiO2薄膜的起始位置數(shù)據(jù)il —采集當(dāng)前坐標(biāo)位置i21 —分別采集毎次移動(dòng)距離L前后的7個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)i22 i28 —用八個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)i21 i28的平均值i2作差h = I il —平均值i2 I —求SiO2薄膜厚度均值X—結(jié)束。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，其特征在于:所述DSP微處理器中的靜態(tài)測(cè)量方法的操作程序的流程是: 開(kāi)始一初始化一采集待測(cè)SiO2薄膜刻蝕的起始位置數(shù)據(jù)il —采集待測(cè)SiO2薄膜刻蝕后的位置數(shù)據(jù)i2 —作差h = il -12 —求得SiO2薄膜厚度X—結(jié)束； 或 開(kāi)始一初始化一采集待測(cè)SiO2薄膜刻蝕的起始位置數(shù)據(jù)il —對(duì)SiO2薄膜進(jìn)行刻蝕一分別采集毎次移動(dòng)距離L前后的八個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)i21 i28 —用八個(gè)反射光坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)i21 i28的平均值i2作差h = I il —平均值i2 I —求Si02薄膜厚度均值X—結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，其特征在于:所述光纖激光器選用445nm 1550nm的光纖激光器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，其特征在于:所用接收屏是電荷耦合元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，其特征在于:所述光纖激光器置于該待測(cè)Si片樣品左上方，其距離為2.5cm ;所述接收屏垂直置干與上述Si樣品右上方的位置為Icm處。
全文摘要
本發(fā)明涉及SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，涉及采用光學(xué)方法計(jì)量厚度，是基于光纖激光器的SiO2薄膜厚度的測(cè)量方法，分為測(cè)量在SiO2氧化爐中Si片上生長(zhǎng)的SiO2薄膜的厚度的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法和測(cè)量生長(zhǎng)有SiO2薄膜的Si片上的SiO2薄膜厚度的靜態(tài)測(cè)量方法兩種，在測(cè)量操作的實(shí)施中采用在線實(shí)時(shí)測(cè)量操作或離線單獨(dú)測(cè)量操作，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，該測(cè)量方法對(duì)SiO2薄膜的膜的表面沒(méi)有損傷，克服了現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量SiO2薄膜厚度的精度不高或所用設(shè)備的價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B11/06GK103115575SQ20131001595
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者康志龍, 劉輝, 郭艷菊 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)