MEMS基片厚度的激光超聲測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、微結(jié)構(gòu)三維幾何尺寸測(cè)量作為微檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,其高度的測(cè)量,尤其是厚度的測(cè)量非常難實(shí)現(xiàn).通常采用的是光學(xué)方法測(cè)量,但純粹的光學(xué)測(cè)量方法很難對(duì)分布于器件內(nèi)部、輪廓形貌沒(méi)有凸現(xiàn)于表面或完全包絡(luò)于器件外部的薄膜結(jié)構(gòu)的厚度進(jìn)行測(cè)量.而隨著微機(jī)械技術(shù)的發(fā)展,微細(xì)加工技術(shù)更加多樣,MEMS基片的結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜,因此探索一種新的能夠滿(mǎn)足要求的測(cè)量方法勢(shì)在必行.該文對(duì)MEMS基片厚度激光超聲測(cè)量的基本理論,系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和數(shù)據(jù)分析方法作了研究.

2、在基礎(chǔ)理論方面研究了激光(特別是超短脈沖激光)超聲的激勵(lì)機(jī)理,探討了激光調(diào)制技術(shù)以提高系統(tǒng)信噪比,闡述了泵束探針束技術(shù)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)置;在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,以激光超聲為基本原理,以泵束探針束技術(shù)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案完成了MEMS基片厚度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì);在數(shù)據(jù)分析方法上,利用聲致光反射率變化的一般規(guī)律對(duì)測(cè)得的光反射率曲線進(jìn)行分析,確定超聲回波在薄膜兩界面間來(lái)回傳播的時(shí)間,以計(jì)算薄膜的厚度.該文所構(gòu)建的厚度測(cè)量系統(tǒng),針對(duì)鋁膜最小測(cè)量尺寸可達(dá)到20nm左右