薄膜厚度测量设备及其方法

提供了薄膜厚度测量设备及其方法。

背景技术：

1、形成具有均匀厚度的微米级薄膜或纳米级薄膜是工业中最重要的工艺之一。例如，半导体工艺必须包括在晶片上涂覆均匀厚度的薄膜以形成用于区分晶片上的待蚀刻区域的保护膜的工序。薄膜的质量由薄膜厚度的均匀性决定，并且薄膜的质量对成品半导体的集成度和性能有很大的影响。因此，需要精确的薄膜厚度测量技术来生产高质量的半导体产品。然而，随着半导体工艺的发展，测量薄膜厚度变得困难。

2、使用超声波测量薄膜厚度的原理是通过测量垂直入射在薄膜上并返回的超声波的反射时间来计算薄膜的厚度。例如，可以使用超声波显微镜来测量薄膜厚度。由于薄膜内部的超声波的传播距离随着薄膜的厚度变得更薄而变得更短，因此对测量其中反射超声波信号不能再被区分的薄膜的厚度存在限制。因此，需要开发能够克服这种测量限制的薄膜厚度测量方法和装置。

技术实现思路

1、技术问题

2、一个实施方式是提供一种薄膜厚度测量设备和方法，其可以克服在测量薄膜厚度时反射超声波信号的测量限制。

3、技术方案

4、根据实施方式的薄膜厚度测量设备包括：超声波回射器，该超声波回射器设置在以薄膜形状形成的测试对象下方，并将通过测试对象入射的超声波回射(retroreflect)；超声波输入部，该超声波输入部设置在测试对象的一侧并向测试对象的一侧输入超声波；以及测量部，该测量部连接到超声波输入部，并测量反射通过测试对象的超声波的到达时间。

5、超声波输入部可以包括：超声波收发部，该超声波收发部预先向测试对象发送预定频率的超声波，并观察测试对象内部；以及倾斜入射部，该倾斜入射部设置在超声波收发部的一侧，并使超声波以预定角度倾斜地入射在测试对象上。

6、薄膜厚度测量设备还可以包括支撑部，该支撑部设置在超声波输入部的一侧，以支持超声波输入部的倾斜入射。

7、超声波可以包括纵波(p波)和横波(sv波)中的一个或更多个。

8、超声波回射器可以包括衍射格栅、角反射器和弹性回射器中的一个或更多个。

9、根据实施方式的薄膜厚度测量方法包括以下步骤：在以薄膜形状形成的测试对象的下部处制备超声波回射器，以将通过测试对象入射的超声波回射；在测试对象的一侧上设置超声波输入部以使超声波以预定角度倾斜地入射到测试对象的一侧；以及通过将测量部连接到超声波输入部来测量反射通过测试对象的超声波的到达时间，从而测量测试对象的厚度。

10、有益效果

11、根据该实施方式，可以通过使用超声波回射测量薄膜厚度来增加薄膜内部的超声波传播距离，由此克服薄膜厚度测量的限制。

12、另外，根据该实施方式，即使在测量薄膜厚度时使用相同性能的超声波显微镜，也可以克服薄膜厚度测量的限制，并且可以更精确地检查薄膜的缺陷或不均匀性。

技术特征：

1.一种薄膜厚度测量设备，所述薄膜厚度测量设备包括：

2.根据权利要求1所述的薄膜厚度测量设备，其中，

3.根据权利要求2所述的薄膜厚度测量设备，所述薄膜厚度测量设备还包括支撑部，所述支撑部设置在所述超声波输入部的一侧，以支持所述超声波输入部的倾斜入射。

4.根据权利要求1所述的薄膜厚度测量设备，其中，

5.根据权利要求1所述的薄膜厚度测量设备，其中，

6.一种薄膜厚度测量方法，所述薄膜厚度测量方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的薄膜厚度测量方法，其中，

8.根据权利要求6所述的薄膜厚度测量方法，其中，

技术总结
可以提供一种薄膜厚度测量设备及方法，其可以使用超声波的回射来克服当测量薄膜厚度时反射超声波信号的测量限制。薄膜厚度测量设备包括：超声波回射器，该超声波回射器设置在以薄膜形状形成的测试对象下方，并将通过测试对象入射的超声波回射；超声波输入部，该超声波输入部设置在测试对象的一侧并向测试对象的一侧输入超声波；以及测量部，该测量部连接到超声波输入部，并测量反射通过测试对象的超声波的到达时间。

技术研发人员：李帝承,朴主娥,金润煐
受保护的技术使用者：首尔大学校产学协力团
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15