基于红外白光干涉技术mems器件形貌测试方法的研究

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1、图书分类号TH74密级非密注1UDC621.3硕士学位论文基于红外白光干涉技术的MEMS器件形貌测试方法研究刘毅指导教师（姓名、职称）薛晨阳教授丑修建副教授申请学位级别工学硕士专业名称微电子学与固体电子学论文提交日期2010年04月19日论文答辩日期2010年05月25日学位授予日期2010年06月24日论文评阅人秦丽教授杨玲珍副教授答辩委员会主席刘俊教授2010年05月25日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

2、对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于红外白光干涉技术的MEMS器件形貌测试方法研究摘要微结构表面形貌测试是微加工过程

3、控制、监测和诊断的重要手段，基于红外白光干涉技术的MEMS形貌测试方法的研究具有广泛意义。全文从微结构表面形貌测试技术发展及现状入手，针对现有微结构形貌测试方法的研究发展，分析了用来测试高深宽比类结构形貌测试手段的局限性，在此基础上，提出课题的基于红外白光干涉技术的MEMS器件形貌测试方法，在已有红外白光干涉系统上，进行了优化改进，提出透射干涉内部形貌的补偿测试方法，并对测试方法进行了相应的验证，具体研究结果如下：1.在傅里叶变换红外光谱技术、基于模型的红外反射谱方法以及白光干涉测厚方法的基础上，提出适合MEMS器件形貌测量的红外白光透射干涉算法。2.在现有MEMS器件形貌测量与表征的红外

4、白光干涉样机系统上，分析了三种扫描方式的优缺点，选用扫描样品的测试方式，实现精确控制微结构的空间位置，分辨率达百纳米级，并在此基础上，对系统进行了抗震性、闭光性、采集位置等改进。3.对比分析传统算法（VSI、PSI）及现有新算法（VSI和PSI组合算法、SEST算法、白光干涉光谱测厚法），并根据本课题的要求，提出适合本系统的测试算法（红外Stoilov算法），该算法的优点在于可以取任意步进的相移值，而且对二阶、三阶非线性误差具有很好的抑制作用，纵向分辨率可达百纳米级。利用擅长矩阵解算的MATLAB软件对此算法进行设计编程，并对算法操作界面、干涉图获取界面进行了设计分析，方便测试的操作。4.

5、利用白光干涉算法、红外干涉算法和红外白光透射干涉算法，结合改进后的测试系统，分析透射干涉条纹的分布情况，对干涉光路进行了创新性的光程补偿措施，并针对反射干涉和透射干涉的测试方法，对砷化镓和硅典型样品的表面及内部形貌进行了测试，测试结果与微系统分析仪测试结果一致，横向分辨率可达微米级，纵向分辨率达百纳米级。关键词：红外白光，透射干涉，光程补偿，红外Stoilov算法中北大学学位论文ResearchaboutProfileMeasurementofMEMSDevicesbasedonInfraredWhiteLightInterferometryTechnologyAbstractProfil

6、emeasurementofmicrostructuresistheimportantmeanstocontrolling,monitoringanddiagnosingofmicrostructuresprocess,soresearchaboutprofilemeasurementofMEMSdevicesbasedoninfraredwhitelightinterferometrytechnologyhavegreatinfluenceonMEMSdevicesmeasurement.Fromthedevelopmentandcurrentstationofprofilemeasur

7、ementofmicrostructures,thefulltextanalysesthelimitationofcurrentmeasurementaboutprofilemeasurementofmicrostructureswithhighaspectratio.Then,profilemeasurementofMEMSdevicesbasedoninfraredwhitelightinterferometryte