一种便于利用台阶仪进行膜厚测量的掩膜板的制作方法

本发明涉及微结构加工技术领域，具体涉及一种便于利用台阶仪进行膜厚测量的掩膜板。

背景技术：

台阶仪属于接触式表面形貌测量仪器，根据使用传感器的不同，接触式台阶测量可以分为电感式、压电式和光电式3种。其测量原理是：当触针沿被测表面轻轻滑过时，由于表面有微小的峰谷使触针在滑行的同时，还沿峰谷作上下运动。触针的运动情况就反映了表面轮廓的情况。传感器输出的电信号经测量电桥后，输出与触针偏离平衡位置的位移成正比的调幅信号。经放大与相敏整流后，可将位移信号从调幅信号中解调出来，得到放大了的与触针位移成正比的缓慢变化信号。再经噪音滤波器、波度滤波器进一步滤去调制频率与外界干扰信号以及波度等因素对粗糙度测量的影响。

在宽禁带半导体传感器表面利用金属镀膜构造欧姆接触对于物理实验中粒子探测器设备的研制来说是很重要的关键步骤。传感器表面镀膜厚度的偏差直接影响到欧姆接触下i-v特性曲线的线性程度。在传感器制备流程中，常使用第一层子掩膜板开口略小于第二层开口的掩膜板来保证传感器表面覆盖上最大面积金属镀膜的，并且仍能保证上下表面正负电极间的绝缘性。但这就导致了金属膜的边缘距离半导体基片的边缘过近，在镀膜完成后无法利用台阶仪对传感器表面金属镀膜的厚度直接进行测量。传统工艺中经常凭借镀膜时间推测对应的镀膜厚度，但金属膜沉积速率易受电压、真空度、靶材质量等外界因素影响，仅凭镀膜时间对镀膜厚度进行推测无法得到较为精确的数值。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明主要解决对传感器进行镀膜后无法利用台阶仪直接对传感器表面金属电极镀膜厚度进行测量的问题。

针对上述问题，本发明提供一种便于利用台阶仪进行膜厚测量的掩膜板。

本发明所采用的技术方案为：

一种便于利用台阶仪进行膜厚测量的掩膜板，所述掩膜板的结构包括三层子掩膜板：

第一层子掩膜板包括两个区域：膜厚测量遮挡区域，开口区域；

第二层子掩膜板分为两个区域：膜厚测量区域，基片盛放区域；

第三层子掩膜板为一个平板结构，为上述两层子掩膜板以及待镀膜基片提供支撑。

所述第一层子掩膜板的膜厚测量遮挡区域与第二层子掩膜板的膜厚测量区域的开口位置相互对应，镀膜后通过利用台阶仪测量膜厚测量区域内镀膜边缘进行台阶测量，利用台阶高度差判断相应镀膜厚度。

所述第一层子掩膜板的开口区域与第二层子掩膜板的基片盛放区域的开口位置相互对应，其中第二层子掩膜板的若干基片盛放区域的开口略大于对应的第一层子掩膜板的若干开口区域的开口，并完全包围第一层子掩膜板的若干开口区域的开口，镀膜过程中可以通过第一层子掩膜板的开口区域的形状控制待镀膜基片的镀膜形状。

所述第一层子掩膜板的开口区域与第二层子掩膜板的基片盛放区域各有若干，以便能够同时为若干待镀膜基片同时镀膜。

所述第一层子掩膜板的开口区域与第二层子掩膜板的基片盛放区域的若干开口呈矩阵排列。

所述第一层子掩膜板的膜厚测量遮挡区域的位置设置有膜厚测量遮挡滑块，膜厚测量遮挡滑块能够沿膜厚测量遮挡区域在第一层子掩膜板平面内做纵向运动，通过调整膜厚测量遮挡滑块的位置与待镀膜基片的盛放位置横列平齐，从而测量该横列基片的镀膜厚度。

所述第三层子掩膜板四角相对应的位置设置有固定螺丝孔，以便镀膜时固定组装用。

所述掩膜板镀膜时的使用步骤如下：

使用时将第二层子掩膜板与第三层子掩膜板的固定螺丝孔对齐并水平放置；

将待镀膜基片装入第二层子掩膜板的基片盛放区域内；

将第一层子掩膜板的固定螺丝孔与第二层子掩膜板的固定螺丝孔对齐并装配好掩膜板；

调整膜厚测量遮挡滑块的位置，镀膜后拆解掩膜版；

对第二层子掩膜板的膜厚测量区域中膜厚测量遮挡滑块位置边缘的镀膜厚度进行测量。

通过调整膜厚测量遮挡滑块的位置，对相应位置横排的待镀膜基片进行镀膜，得到每次镀膜时的横排待镀膜基片的镀膜厚度。

所述膜厚测量区域的镀膜条件、镀膜时间、镀膜环境与基片盛放区域处一致，该膜厚测量区域的台阶高度差即等于基片表面镀膜厚度。

本发明的有益效果为：

本发明方法主要解决对传感器进行镀膜后无法利用台阶仪直接对传感器等基片表面金属电极镀膜厚度进行测量的问题，通过对膜厚测量遮挡区域，膜厚测量遮挡滑块的尺寸设计可以为台阶仪的探针移动提供足够的距离，便于在每次镀膜实验后利用台阶仪对遮挡区域边缘进行测量，以得到遮挡区域边缘的台阶高度差。

附图说明

图1是本发明第一层子掩膜板结构示意图；

图2为本发明第二层子掩膜板结构示意图；

图3为本发明第三层子掩膜板结构示意图；

图4为本发明膜厚测量遮挡滑块剖面结构设计示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，根据具体实施方式对本发明进一步说明：

实施例1

图1为本发明第一层子掩膜板结构示意图，其结构包括四角固定螺丝孔、膜厚测量遮挡区域1和若干开口区域2；

图2为本发明第二层子掩膜板结构示意图，其结构包括四角固定螺丝孔、膜厚测量区域4和若干基片盛放区域5；

图3为本发明第三层子掩膜板结构示意图，为一个平板结构，为上述两层子掩膜板以及待镀膜基片提供支撑；四角相对应的位置设置有固定螺丝孔，以便镀膜时固定组装用；

所述第一层子掩膜板的膜厚测量遮挡区域1与第二层子掩膜板的膜厚测量区域4的开口位置相互对应，镀膜后通过利用台阶仪测量膜厚测量区域4内镀膜边缘进行台阶测量，利用台阶高度差判断相应镀膜厚度；

所述第一层子掩膜板的开口区域2与第二层子掩膜板的基片盛放区域5的开口位置相互对应，其中第二层子掩膜板的若干基片盛放区域5的开口略大于对应的第一层子掩膜板的若干开口区域2的开口，并完全包围第一层子掩膜板的若干开口区域2的开口，镀膜过程中可以通过第一层子掩膜板的开口区域2的形状控制待镀膜基片的镀膜形状；

所述第一层子掩膜板的开口区域2与第二层子掩膜板的基片盛放区域5各有若干，以便能够同时为若干待镀膜基片同时镀膜；

所述第一层子掩膜板的开口区域5与第二层子掩膜板的基片盛放区域5的若干开口呈矩阵排列；

所述膜厚测量区域4的镀膜条件、镀膜时间、镀膜环境与基片盛放区域5处一致，该膜厚测量区域4镀膜的台阶高度差即等于基片表面镀膜厚度。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例所述第一层子掩膜板的膜厚测量遮挡区域的位置设置有膜厚测量遮挡滑块3，膜厚测量遮挡滑块3能够沿膜厚测量遮挡区域1在第一层子掩膜板平面内做纵向运动，如图4所示，通过调整膜厚测量遮挡滑块3的位置与待镀膜基片的盛放位置横列平齐，从而测量该横列基片的镀膜厚度。

所述掩膜板镀膜时的使用步骤如下：

1、使用时将第二层子掩膜板与第三层子掩膜板的固定螺丝孔对齐并水平放置；

2、将待镀膜基片装入第二层子掩膜板的基片盛放区域内；

3、将第一层子掩膜板的固定螺丝孔与第二层子掩膜板的固定螺丝孔对齐并装配好掩膜板；

4、调整膜厚测量遮挡滑块的位置，镀膜后拆解掩膜版；

5、对第二层子掩膜板的膜厚测量区域中膜厚测量遮挡滑块位置边缘的镀膜厚度进行测量；由于第二层子掩膜板上膜厚测量区域4膜厚测量遮挡滑块遮挡的位置无镀膜存在，因此可利用台阶仪对该区域内内镀膜边缘进行台阶测量，并利用台阶高度差判断相应镀膜厚度；

6、通过重复步骤4、5，调整膜厚测量遮挡滑块3的位置，对相应位置横排的待镀膜基片进行镀膜，得到每次镀膜时的横排待镀膜基片的镀膜厚度。

通过上述过程，即可在每次镀膜实验后测得传感器等待测基片表面的镀膜厚度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。