薄膜厚度測量

工業生產的薄膜，其厚度是一個重要的參數。在實際的套用中，測量薄膜的厚度的方法有很多。

基本介紹

• 中文名：薄膜厚度測量
• 關鍵字：薄膜;厚度;測量;方法;光學非光學
• 薄膜：方向的長度比其它方向的長度小
• 方法：直接測量和間接測量等

簡 介

本文根據薄膜材料不同的物理特性，對測量的方法進行歸類，介紹了各種測量方法的原理，分析了部分測量方法的優缺點，總結了一些測量方法在實際中的套用。

關鍵字

薄膜; 厚度; 測量; 方法; 光學; 非光學

什麼是薄膜

當一個方向的長度比其它兩個方向的長度小時，這種結構稱之為薄膜。

什麼是薄膜厚度

通常情況下，薄膜的厚度指的是基片表面和薄膜表面的距離，而實際上，薄膜的表面是不平整，不連續的，且薄膜內部存在著針孔、微裂紋、纖維絲、雜質、晶格缺陷和表面吸附分子等。因此薄膜的厚度大至可以分成三類：形狀厚度，質量厚度，物性厚度。形狀厚度指的是基片表面和薄膜表面的距離；質量厚度指的是薄膜的質量除以薄膜的面積得的厚度，也可以是單位面積所具有的質量（g/cm2）；物性厚度指的是根據薄膜材料的物理性質的測量，通過一定的對應關係計算而得到的厚度。

薄膜厚度測量的重要性

當今微電子薄膜，光學薄膜，抗氧化薄膜，巨磁電阻薄膜，高溫超導薄膜等在工業生產和人類生活中的不斷套用，在工業生產的薄膜，其厚度是一個非常重要的參數，直接關係到該薄膜材料能否正常工作。如大規模積體電路的生產工藝中的各種薄膜，由於電路集成程度的不斷提高，薄膜厚度的任何微小變化，對積體電路的性能都會產生直接的影響。除此之外，薄膜材料的力學性能，透光性能，磁性能，熱導率，表面結構等都與厚度有著密切的聯繫。

薄膜厚度的測量方法

隨著科技的進步和精密儀器的套用，薄膜厚度的測量方法有很多，按照測量的方式分可以分為兩類：直接測量和間接測量。直接測量指套用測量儀器，通過接觸（或光接觸）直接感應出薄膜的厚度，常見的直接法測量有：螺旋測微法、精密輪廓掃描法（台階法）、掃描電子顯微法（SEM）；間接測量指根據一定對應的物理關係，將相關的物理量經過計算轉化為薄膜的厚度，從而達到測量薄膜厚度的目的。常見的間接法測量有：稱量法、電容法、電阻法、等厚干涉法、變角干涉法、橢圓偏振法。按照測量的原理可分為三類：稱量法、電學法、光學法。常見的稱量法有：天平法、石英法、原子數測定法；常見的電學法有：電阻法、電容法、渦流法；常見的光學方法有：等厚干涉法、變角干涉法、光吸收法、橢圓偏振法。