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时间:2020-03-27
《MEMS制造中精确测量薄膜厚度的方法研究与比较.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2015年第34卷第l0期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)15DOI:10.13873/J.1000-9787(2015)10--0015--03MEMS制造中精确测量薄膜厚度的方法研究与比较陈莉,尹鹏和(1.大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024;2.大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室,辽宁大连116024)摘要:精确测量各种功能薄膜的厚度在微机电系统(MEMS)制造加工过程中有非常重要的意义。利用接触式表面轮廓仪、光谱椭偏仪、电感测微
2、仪、扫描电镜、原子力显微镜和工具显微镜分别测量了10am~100p.m各种薄膜的厚度。比较了不同测量仪器的测量范围、分辨率和对样品的适用性,分析了薄膜厚度测量过程中误差产生的机理。实验结果表明:当存在膜层台阶时,10nlTl一100m的膜厚测量均可采用接触式表面轮廓仪,对于硬度较高的膜层可采用电感测微仪,对于厚度小于0.5m的膜层可采用原子力显微镜;对于可观察样品侧面、厚度大于0.7pLm的膜层可采用扫描电镜,工具显微镜适用于m级膜层,对于厚度大于2Om的膜层不宜采用光谱椭偏仪。关键词:薄膜厚度;接触式表面轮廓仪
3、;光谱椭偏仪中图分类号:TN06文献标识码:B文章编号:10004787(2015)10--0015--03Studyandcomparision0faccuratemeasurementmethodsf[orfitilmthicknessilnMEMⅣISIfabDrnicationCHENLir.YINPeng.he,(1.SchoolofMechanicalEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China;2.KeyLaboratoryf
4、orMiero/NanoTechnologyandSystemofLiaoningProvince,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)Abstract:Itisveryimportanttoaccuratelymeasurethicknessesofvariousfunctionalfilmsduringmicro-electro·mechanicalsystems(MEMS)manufacturingprocess.Varioussamplefilm
5、swiththicknessof10nm一100maremeasuredbycontactsurfaceprofilometer,spectroscopicellipsometer,inductancemicrometer,scanningelectronmicroscope(SEM),atomicforcemicroscopy(AFM)andtoolroommicroscope.Themeasurementrange,resolutionandapplicabilityofdiferentmeasurement
6、equipmentsat@eomp~ed,ell'orgenerationmechanismduringthicknessmeas~ementisanalyzed.ExperimentalresultsshowthatwhenthereiSamesalayeronthesubstrate,contactsurfaceprofilometerCanbeusedforthicknessmeasuringatrangeof10nm~100m;inductancemicrometerissuitableforharder
7、layer;AFMCanbeusedformeasuringthicknesslessthan0.5m;SEMissuitableforsamplewithhomogeneousprofileandwiththicknessmorethan0.7p.m;toolroommicroscopeCanbeusedformicro—scalelayer;spectroscopicellipsometerisnotsuitableformeasuringthethicknessmorethan20斗m.Keywords:f
8、ilmthickness;contactsurfaceprofilometer;spectroscopicellipsometer0引言上,光刻正胶经过曝光后,受到光照的部分在显影后被溶目前,MEMS发展迅速,已广泛应用于医疗、军事、航空解,只留下未受光照的部分形成图形,负胶恰好相反,SU8航天、汽车工业等领域J。MEMS种类繁多,如MEMS传胶就是一种适合高深宽比微加工
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