CN112833801B - 薄膜厚度的测试方法、测试系统、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种薄膜厚度的测试方法、测试系统、存储介质及电子设备，涉及半导体技术领域。所述薄膜包括图案化膜层和位于所述图案化膜层表面的待测膜层，所述测试方法包括：收集第一光谱，以得到所述图案化膜层的参数；调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，并锁定所述图案化膜层的参数，以形成目标薄膜；检测所述目标薄膜的光谱，得到第二光谱；根据所述第二光谱确定所述待测膜层的厚度。本公开的测试方法可提高薄膜厚度的测试精度。

Description

薄膜厚度的测试方法、测试系统、存储介质及电子设备

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种薄膜厚度的测试方法、测试系统、存储介质及电子设备。

背景技术

动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)因具有体积小、集成化程度高及传输速度快等优点，被广泛应用于手机、平板电脑等移动设备中。

动态随机存储器主要包括器件阵列以及覆盖于器件阵列表面的导电薄膜，在制程过程中，通常需要对导电薄膜的厚度进行检测分析，然而，在检测过程中受其底部器件阵列的影响，检测分析难度较大，且分析得出的薄膜厚度准确性较低。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种薄膜厚度的测试方法、测试系统、存储介质及电子设备，可提高薄膜厚度的测试精度。

根据本公开的一个方面，提供一种薄膜厚度的测试方法，所述薄膜包括图案化膜层和位于所述图案化膜层表面的待测膜层，所述测试方法包括：

收集第一光谱，以得到所述图案化膜层的参数；

调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，并锁定所述图案化膜层的参数，以形成目标薄膜；

检测所述目标薄膜的光谱，得到第二光谱；

根据所述第二光谱确定所述待测膜层的厚度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述图案化膜层包括多层堆叠分布的子膜层，各所述子膜层中至少有两层所述子膜层相互交叉，且在平行于所述待测膜层的方向上互不分离。

在本公开的一种示例性实施例中，所述测试方法还包括：

形成参考薄膜，所述参考薄膜包括参考膜层和位于所述参考膜层表面的待测试膜层，所述参考膜层包括多个子材料层，各所述子材料层均与所述待测试膜层平行分布；所述子材料层的数量与所述子膜层的数量相等，且各所述子材料层的材料与各所述子膜层的材料一一对应相同；

根据所述参考膜层的参数调节所述图案化膜层的参数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述参考膜层的参数调节所述图案化膜层的参数，包括：

收集第三光谱，以得到所述参考膜层的参数；

根据所述参考膜层的参数调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，以使所述图案化膜层的参数与所述参考膜层的参数一致。

在本公开的一种示例性实施例中，所述调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，并锁定所述图案化膜层的参数，以形成目标薄膜，包括：

根据所述薄膜的制程信息确定各所述子膜层的材料对应的参数，在相互交叉的两层子膜层中，一所述子膜层的参数为第一参数，另一所述子膜层的参数为第二参数；

在所述第一参数和所述第二参数之间调节所述图案化膜层的参数，并在所述图案化膜层的参数与参考膜层的参数相同时停止调节，调节参数后的图案化膜层与所述待测膜层共同构成目标薄膜。

在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述第二光谱确定所述待测膜层的厚度，包括：

根据所述第二光谱的峰值确定所述待测膜层的厚度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述参数包括膜层的厚度、粗糙度、密度、声波传输速度、介电常数、热容量及导热性中至少一种。

根据本公开的一个方面，提供一种薄膜厚度的测试系统，所述薄膜包括图案化膜层和位于所述图案化膜层表面的待测膜层，所述测试系统包括：

第一检测组件，用于收集第一光谱，以得到所述图案化膜层的参数；

参数调节组件，用于调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，并锁定所述图案化膜层的参数，以形成目标薄膜；

第二检测组件，用于检测所述目标薄膜的光谱，得到第二光谱；

参数确定组件，根据所述第二光谱确定所述待测膜层的厚度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述图案化膜层包括多层堆叠分布的子膜层，各所述子膜层中至少有两层所述子膜层相互交叉，且在平行于所述待测膜层的方向上互不分离。

在本公开的一种示例性实施例中，所述测试系统还包括：

模型构建组件，用于形成参考薄膜，所述参考薄膜包括参考膜层和位于所述参考膜层表面的待测试膜层，所述参考膜层包括多个子材料层，各所述子材料层均与所述待测试膜层平行分布；所述子材料层的数量与所述子膜层的数量相等，且各所述子材料层的材料与各所述子膜层的材料一一对应相同；

所述参数调节组件用于根据所述参考膜层的参数调节所述图案化膜层的参数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述测试系统还包括：

第三检测组件，用于收集第三光谱，以得到所述参考膜层的参数；

所述参数调节组件用于根据所述参考膜层的参数调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，以使所述图案化膜层的参数与所述参考膜层的参数一致。

在本公开的一种示例性实施例中，所述参数调节组件包括：

参数获取模块，用于根据所述薄膜的制程信息确定各所述子膜层的材料对应的参数，在相互交叉的两层子膜层中，一所述子膜层的参数为第一参数，另一所述子膜层的参数为第二参数；

调节模块，用于在所述第一参数和所述第二参数之间调节所述图案化膜层的参数，并在所述图案化膜层的参数与参考膜层的参数相同时停止调节，调节参数后的图案化膜层与所述待测膜层共同构成目标薄膜。

在本公开的一种示例性实施例中，所述参数确定组件用于根据所述第二光谱的峰值确定所述待测膜层的厚度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述参数包括膜层的厚度、粗糙度、密度、声波传输速度、介电常数、热容量及导热性中至少一种。

根据本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的薄膜厚度的测试方法。

根据本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：

处理器；

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的薄膜厚度的测试方法。

本公开的薄膜厚度的测试方法、测试系统、存储介质及电子设备，可通过收集第一光谱得到图案化膜层中各膜层的参数，通过对各膜层的参数进行分析，得到参数调节范围，通过在调节范围内对图案化膜层的参数进行调节可将结构复杂的图案化膜层转化为具有相同参数的一层平坦膜层，平坦膜层可与待测膜层构成目标薄膜，通过检测目标薄膜的光谱并对光谱进行分析，得到待测膜层的厚度。在此过程中，可将具有多层不规则结构的图案化膜层转化为一层与其参数相同的平坦膜层，在收集第二光谱的过程中，声波只会在待测膜层和平坦膜层之间传播，使得收集到的光谱较为单一，在计算待测膜层的厚度的过程中，只需考虑单一波形即可，可减少计算量，提高量测准确性；同时，避免对其他膜层的波形进行分析，节省量测时间。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中堆叠膜层的示意图。

图2为本公开实施方式中薄膜的示意图。

图3为本公开实施方式中薄膜厚度的测试方法的流程图。

图4为本公开实施方式中图案化膜层的示意图。

图5为本公开实施方式中薄膜的光谱图。

图6为本公开实施方式中第一检测组件的原理图。

图7为本公开一种实施方式中步骤S120的流程图。

图8为本公开另一种实施方式中步骤S120的流程图。

图9为本公开实施方式中目标薄膜的光谱图。

图10为本公开实施方式中薄膜厚度的测试系统的组成示意图。

图11为本公开实施方式中电子设备的示意图。

图中：100、衬底；200、堆叠膜层；201、平坦层；202、导电薄膜；1、衬底；2、图案化膜层；21、第一膜层；22、第二膜层；221、平坦层；222、凸起；23、第三膜层；3、待测膜层；501、激光器；502、分光镜；503、光调制器；504、透镜；505、探测器；1000、薄膜厚度的测试系统；1001、第一检测组件；1002、参数调节组件；1003、第二检测组件；1004、参数确定组件。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”、“第二”和“第三”仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在相关技术中，动态随机存储器主要包括形成于一衬底100上的堆叠膜层200，如图1所示，堆叠膜层200通常包括平坦层201以及覆盖于平坦层201表面的导电薄膜202，可通过导电薄膜202的厚度、薄膜制程信息和薄膜结构的设计规则推算位于导电薄膜202下方的平坦层201的厚度，因此，想要整体把握器件厚度，导电薄膜202的厚度测量显得尤为重要。目前，在对导电薄膜202的厚度进行检测时，主要检测堆叠膜层200的光谱，通过光谱峰值计算导电薄膜202的厚度。随着半导体技术的发展，位于导电薄膜202下方的膜层的结构越来越复杂，检测得到的光谱较多，无法将光谱讯号很好的模拟出来，进而无法准确的计算导电薄膜202的厚度。

本公开实施方式提供了一种薄膜厚度的测试方法，如图2所示，薄膜可以包括图案化膜层2和位于图案化膜层2表面的待测膜层3，该测试方法可以包括步骤S110-步骤S140，如图3所示：

步骤S110，收集第一光谱，以得到所述图案化膜层的参数；

步骤S120，调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，并锁定所述图案化膜层的参数，以形成目标薄膜；

步骤S130，检测所述目标薄膜的光谱，得到第二光谱；

步骤S140，根据所述第二光谱确定所述待测膜层的厚度。

本公开的薄膜厚度的测试方法，可通过收集第一光谱得到图案化膜层2中各膜层的参数，通过对各膜层的参数进行分析，得到参数调节范围，通过在调节范围内对图案化膜层2的参数进行调节可将结构复杂的图案化膜层2转化为具有相同参数的一层平坦膜层，平坦膜层可与待测膜层3构成目标薄膜，通过检测目标薄膜的光谱并对光谱进行分析，得到待测膜层3的厚度。在此过程中，可将具有多层不规则结构的图案化膜层2转化为一层与其参数相同的平坦膜层，在收集第二光谱的过程中，声波只会在待测膜层3和平坦膜层之间传播，使得收集到的光谱较为单一，在计算待测膜层3的厚度的过程中，只需考虑单一波形即可，可减少计算量，提高量测准确性；同时，避免对其他波形进行分析，节省量测时间。

下面对本公开实施方式薄膜厚度的测试方法的各步骤进行详细说明：

在本公开的一种示例性实施方式中，如图2所示，可在一衬底1上形成堆叠分布的薄膜结构，其中：

衬底1可呈平板结构，其可为矩形、圆形、椭圆形、多边形或不规则图形，其材料可以是硅或其他半导体材料，在此不对衬底1的形状及材料做特殊限定。衬底1可为硬质衬底1，也可为柔性衬底1，在此不做特殊限定。

可通过真空蒸镀、磁控溅射、化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积等方式在衬底1上形成堆叠分布的薄膜，该薄膜可包括图案化膜层2和待测膜层3，待测膜层3可形成于图案化膜层2表面，并可位于图案化膜层2背离衬底1的一侧。

在本公开的一中实施方式中，图案化膜层2可包括多层堆叠分布的子膜层，各子膜层可在垂直于衬底1的方向上依次堆叠；在各子膜层中至少有两层子膜层相互交叉，且在平行于待测膜层3的方向上互不分离。

各子膜层的材料可以相同，也可以不同，在此不做特殊限定。在各子膜层中，相邻分布的两个子膜层的材料互不相同，例如，相互交叉的两个子膜层的材料互不相同。

如图4所示，图案化膜层2可至少包括第一膜层21和第二膜层22，第一膜层21具有多个凹部，第二膜层22位于第一膜层21背离衬底1的一侧，且包括平坦层221及连接于平坦层221表面的多个凸起222，凸起222的数量与凹部的数量可相等，且各凸起222可一一对应的填满各凹部。在制程过程中，可先在衬底1一侧形成第一膜层21，对第一膜层21进行蚀刻形成各凹部；在第一膜层21背离衬底1的表面沉积第二膜层22，第二膜层22可填满第一膜层21中的各凹部。

在一实施方式中，第一膜层21的材料可为硅，第二膜层22的材料可为二氧化硅，当然，根据器件性能需要，第一膜层21和第二膜层22也可以是其他材料，在此不做特殊限定。

需要说明的是，图案化膜层2还可包括其他膜层，例如，图案化膜层2还可以包括第三膜层23，第三膜层23可为规则的平面膜层，并可位于第二膜层22与待测膜层3之间，其材料可为氮化钛。

图案化膜层2中的各膜层的配合可形成呈阵列分布的多个半导体器件，该半导体器件可为电容或晶体管，在此不做特殊限定。

可通过化学气相沉积、真空蒸镀或磁控溅射等方式在图案化膜层2背离衬底1的表面形成待测膜层3，待测膜层3可为平面膜层，其各部分的厚度均可相等。

待测膜层3可为导电膜层，可通过待测膜层3将图案化膜层2中的各半导体器件电学引出。在一实施方式中，待测膜层3可由金属材料制成，举例而言，其材料可为钨。

在步骤S110中，收集第一光谱，以得到所述图案化膜层的参数。

可采用第一检测组件对薄膜进行光谱检测得到第一光谱，由于图案化膜层2中包含多种膜层，在进行光谱检测时，每个膜层交界面处均会出现回波和继续向下传播的波，进而可在第一光谱中出现多个波形图，如图5所示，曲线a为待测膜层3的波形图，曲线b为图案化膜层2的波形图。可通过对曲线b进行分析得到图案化膜层2的参数，该参数可包括膜层的厚度、粗糙度、密度、声波传输速度、介电常数、热容量及导热性中至少一种。

该参数可以有多组，每组参数可对应一个子膜层的材料，可根据薄膜的制程信息得知各材料的类型，并可通过查表得到各类型材料对应的密度、声波传输速度、介电常数、热容量及导热性。同时，还可通过光谱的峰值计算各膜层的初始厚度及粗糙度。

第一检测组件可以是利用声波量测薄膜厚度的光学测量仪器(Metal PULSE G，简称MPG)，当然，也可以是其他可通过测量薄膜光谱计算薄膜厚度的仪器，在此不做特殊限定。

下面对第一检测组件的检测原理做详细说明：

图6示出了第一检测组件的原理图，结合图6所示，由激光器501发出的激光脉冲经过分光镜502、光调制器503及透镜504后照射到薄膜的待测膜层3表面(图2中箭头所示方向为激光脉冲的照射方向)，在待测膜层3表面产生热量形成应力，进而引发待测膜层3表面原子层振动，并且此振动向下一层传递，由于原子之间通过键结合，使得各层晶格相继产生竖直方向的振动，形成了物理意义的声波。当声波传播到层与层交界时，一部分声波会向回传播，另一部分会继续向下传播。探测器505可检测到声波讯号，进而形成光谱。

在步骤S120中，调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，并锁定所述图案化膜层的参数，以形成目标薄膜。

在本公开的一种示例性实施方式中，可采用模型构建组件在一衬底1上形成参考薄膜，以参考薄膜的参数作为参考基准调节本公开的薄膜的参数。参考膜层的结构可与相关技术中的堆叠膜层相同。举例而言，参考薄膜可包括沿垂直于衬底1的方向分布的参考膜层和待测试膜层，待测试膜层位于参考膜层背离衬底1的表面，其可为导电膜层，并可由导电材料构成，举例而言，其材料可为钨。参考膜层可包括多个堆叠分布的子材料层，各子材料层可均与待测试膜层平行分布。

各子材料层的材料可以相同，也可以不同，在此不做特殊限定。在各子材料中，相邻分布的两个子材料层的材料互不相同。子材料层的数量与子膜层的数量可以相等，且各子材料层的材料与各子膜层的材料可一一对应的相同。

举例而言，本公开的图案化膜层2包括三层子膜层，分别为相互交叉的第一膜层21和第二膜层22以及覆盖于第二膜层22背离第一膜层21表面的第三膜层23，参考膜层可包括三层子材料层，其可为堆叠分别的第一子材料层、第二子材料层和第三子材料层，第一子材料层、第二子材料层和第三子材料层均可为平坦的平面膜层，且第一子材料层的材料与第一膜层21的材料相同，第二子材料层的材料与第二膜层22的材料相同，第三子材料层的材料与第三膜层23的材料相同。

模型构建组件可为计算机软件或预先设定的计算机程序，以其为预先设定的计算机程序为例，可在计算机程序中提前植入构建参考薄膜所需的材料类型以及各类型的材料对应的参数，该参数包括但不限于膜层的厚度、粗糙度、密度、声波传输速度、介电常数、热容量及导热性等。在构建参考薄膜的模型时，可在计算机软件或计算机程序中直接勾选每层膜层所需的材料类型并设置材料厚度即可。

可收集参考薄膜的光谱获得参考膜层的参数，在本公开的一种实施方式中，根据参考膜层的参数调节图案化膜层2的参数可包括步骤S1201-步骤S1202，如图7所示，其中：

步骤S1201，收集第三光谱，以得到所述参考膜层的参数。

可采用第三检测组件对参考薄膜进行光谱检测得到第三光谱，由于参考膜层中的各膜层均为平面膜层，则声波到达每一层的时间相同，且在相同的交界面处出现的回波和向下传播的波均相同，进而可获得单一的波形图，可通过对波形图进行分析得到参考膜层的参数，该参数可以是参考膜层的厚度、粗糙度、密度、声波传输速度、介电常数、热容量及导热性中至少一种。

第三检测组件可与第一检测组件相同，例如，其可以是利用声波量测薄膜厚度的光学测量仪器(Metal PULSE G，简称MPG)。

步骤S1202，根据所述参考膜层的参数调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，以使所述图案化膜层的参数与所述参考膜层的参数一致。

可采用参数调节组件以参考膜层的参数作为参数调节基准对图案化膜层2的整体参数进行调节，以将图案化膜层2转化为与参考膜层参数一致的一层膜层。参数调节组件可为根据需要设计开发的计算机软件或程序，在此不做特殊限定。

在本公开的一种示例性实施方式中，调节所述第一光谱中所述图案化膜层2的参数，并锁定所述图案化膜层2的参数，以形成目标薄膜，即：步骤S120可包括步骤S1210及步骤S1220，如图8所示：

步骤S1210，根据所述薄膜的制程信息确定各所述子膜层的材料对应的参数，在相互交叉的两层子膜层中，一所述子膜层的参数为第一参数，另一所述子膜层的参数为第二参数。

在一实施方式中，参数调节组件可包括参数获取模块和参数存储模块，薄膜的制程信息可存储于参数存储模块中，可通过参数获取模块调用参数存储模块中存储的薄膜制程信息，进而可根据薄膜的制程信息确定各材料的类型，并可通过查表得到各类型材料对应的密度、声波传输速度、介电常数、热容量及导热性。同时，还可通过光谱的峰值计算各膜层的初始厚度及粗糙度。

当图案化膜层2包括相互交叉的两个子膜层时，可将其中一个子膜层的参数定义为第一参数，将另一子膜层的参数定义为第二参数，第一参数和第二参数可为同一类型的参数，例如，第一参数和第二参数均为不同子膜层的厚度，第一参数和第二参数均为不同子膜层的密度，第一参数和第二参数均为不同子膜层的介电常数，当然，第一参数和第二参数也可同时为其他类型的参数，在此不再一一列举。

步骤S1220，在所述第一参数和所述第二参数之间调节所述图案化膜层的参数，并在所述图案化膜层的参数与参考膜层的参数相同时停止调节，调节参数后的图案化膜层与所述待测膜层共同构成目标薄膜。

在一实施方式中，参数调节组件还可包括调节模块，可通过调节模块调节图案化膜层2的参数，举例而言，在调节图案化膜层2的参数时，以第一参数为初始值，在第一参数和第二参数之间调整图案化膜层2的参数。例如，第一参数为一子膜层的密度，第二参数为另一子膜层的密度，可在第一膜层21的密度与第二膜层22的密度之间整体调节图案化膜层2的密度。在调节参数的过程中可以参考膜层的参数作为调节基准，当图案化膜层2的整体参数与参考膜层的参数相同时停止调节，并锁定该参数，进而可将图案化膜层2转化为具有该参数特性的一层膜层，以该膜层替换图案化膜层2，并与待测膜层3共同构成目标膜层。

需要说明的是，当第一参数和第二参数均可包括多种类型的参数时，可根据预先设定的先后顺序依次调节参数值。

在步骤S130中，检测所述目标薄膜的光谱，得到第二光谱。

可采用第二检测组件对目标薄膜进行光谱检测得到第二光谱，由于目标薄膜中的各膜层均为平面膜层，则声波在相同的交界面处出现的回波和向下传播的波均相同，进而可获得单一的波形图。

第二检测组件可与第一检测组件相同，例如，其可以是利用声波量测薄膜厚度的光学测量仪器(Metal PULSE G，简称MPG)。

在步骤S140中，根据所述第二光谱确定所述待测膜层的厚度。

可采用参数确定组件根据波形图中的峰值确定待测膜层3的厚度。例如，可通过薄膜厚度与声波的峰值之间的对应关系计算待测膜层3的厚度，对应关系可为：

其中，T为膜层的实际厚度，t为声波在待检测膜层中传播讯号返回到上表面时探测器收到讯号的时间，V_s为膜层材料对应的标准声速。

举例而言，若得到的波形图如图9所示，图中横坐标为声波传播时间，纵坐标为声波在膜层交界面处的反射率。

根据该波形图可以得出，声波在待检测膜层中传播讯号返回到上表面时探测器收到讯号的时间是26皮秒，通过查表可知声波在待测膜层3中传播的标准声速为95埃/皮秒，将以上数值带入上对应关系，通过计算可知待测膜层3的厚度为1235埃。

参数确定组件可以是参数运算系统，也可以是预先设定的计算机程序，可通过波形分析，将波形图中的参数输入至计算机程序中进行运算，进而得到待测膜层3的厚度。

经验证，目标膜层得到的光谱与参考膜层得到的光谱的相关性为0.99，且经测试得到的膜厚趋势一致，进而证明本公开的薄膜厚度的测试方法具有可行性。

本公开实施方式还提供一种薄膜厚度的测试系统1000，该薄膜包括图案化膜层2和位于图案化膜层2表面的待测膜层3，如图10所示，该测试系统可以包括第一检测组件1001、参数调节组件1002、第二检测组件1003及参数确定组件1004，其中：

第一检测组件可用于收集第一光谱，以得到图案化膜层2的参数；

参数调节组件可用于调节第一光谱中图案化膜层2的参数，并锁定图案化膜层2的参数，以形成目标薄膜；

第二检测组件可用于检测目标薄膜的光谱，得到第二光谱；

参数确定组件可根据第二光谱确定待测膜层3的厚度。

本公开的薄膜厚度的测试系统，可通过收集第一光谱得到图案化膜层2中各膜层的参数，通过对各膜层的参数进行分析，得到参数调节范围，通过在调节范围内对图案化膜层2的参数进行调节可将结构复杂的图案化膜层2转化为具有相同参数的一层平坦膜层，平坦膜层可与待测膜层3构成目标薄膜，通过检测目标薄膜的光谱并对光谱进行分析，得到待测膜层3的厚度。在此过程中，可将具有多层不规则结构的图案化膜层2转化为一层与其参数相同的平坦膜层，在收集第二光谱的过程中，声波只会在待测膜层3和平坦膜层之间传播，使得收集到的波形图较为单一，在计算待测膜层3的厚度的过程中，只需考虑单一波形图即可，可减少计算量，提高量测准确性；同时，避免对其他膜层进行量测，节省量测时间。

上述薄膜厚度的测试系统中各部分的具体细节已经在对应的薄膜厚度的测试方法中进行了详细描述，因此，此处不再赘述。

此外，本申请还提供了一种能够实现上述薄膜厚度的测试方法的电子设备。

所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施例，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图11来描述根据本公开的这种实施例的电子设备1300。图11显示的电子设备1100仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图11所示，电子设备1100以通用计算设备的形式表现。电子设备1100的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元1110、上述至少一个存储单元1120、连接不同系统组件(包括存储单元1120和处理单元1110)的总线1130、显示单元1140。

其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元1110执行，使得所述处理单元1110执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施例的步骤。例如，所述处理单元1110可以执行如图3中所示的步骤S110，收集第一光谱，以得到图案化膜层的参数；步骤S120，调节第一光谱中图案化膜层的参数，并锁定图案化膜层的参数，以形成目标薄膜；步骤S130，检测目标薄膜的光谱，得到第二光谱；步骤S140，根据第二光谱确定待测膜层的厚度。

又如，所述的电子设备可以实现如图7及图8所示的各个步骤。

存储单元1120可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)1121和/或高速缓存存储单元1122，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)1123。

存储单元1120还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1125的程序/实用工具1124，这样的程序模块1125包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线1130可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备1100也可以与一个或多个外部设备1170(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备1100交互的设备通信，和/或与使得该电子设备1100能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口1150进行。并且，电子设备1100还可以通过网络适配器1160与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器1160通过总线1130与电子设备1100的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备1100使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施例的方法。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施例中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施例的步骤。

本公开的实施例的用于实现上述方法的程序产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

此外，上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种薄膜厚度的测试方法，所述薄膜包括图案化膜层和位于所述图案化膜层表面的待测膜层，所述图案化膜层包括多层堆叠分布的子膜层，各所述子膜层中至少有两层所述子膜层相互交叉，且在平行于所述待测膜层的方向上互不分离，其特征在于，所述测试方法包括：

收集第一光谱，以得到所述图案化膜层的参数；

调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，并锁定所述图案化膜层的参数，以形成目标薄膜；

检测所述目标薄膜的光谱，得到第二光谱；

根据所述第二光谱确定所述待测膜层的厚度；

形成参考薄膜，所述参考薄膜包括参考膜层和位于所述参考膜层表面的待测试膜层，所述参考膜层包括多个子材料层，各所述子材料层均与所述待测试膜层平行分布；所述子材料层的数量与所述子膜层的数量相等，且各所述子材料层的材料与各所述子膜层的材料一一对应相同；

收集第三光谱，以得到所述参考膜层的参数；

根据所述参考膜层的参数调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，以使所述图案化膜层的参数与所述参考膜层的参数一致。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，并锁定所述图案化膜层的参数，以形成目标薄膜，包括：

根据所述薄膜的制程信息确定各所述子膜层的材料对应的参数，在相互交叉的两层子膜层中，一所述子膜层的参数为第一参数，另一所述子膜层的参数为第二参数；

在所述第一参数和所述第二参数之间调节所述图案化膜层的参数，并在所述图案化膜层的参数与参考膜层的参数相同时停止调节，调节参数后的图案化膜层与所述待测膜层共同构成目标薄膜。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述根据所述第二光谱确定所述待测膜层的厚度，包括：

根据所述第二光谱的峰值确定所述待测膜层的厚度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的测试方法，其特征在于，所述参数包括膜层的厚度、粗糙度、密度、声波传输速度、介电常数、热容量及导热性中至少一种。

5.一种薄膜厚度的测试系统，所述薄膜包括图案化膜层和位于所述图案化膜层表面的待测膜层，所述图案化膜层包括多层堆叠分布的子膜层，各所述子膜层中至少有两层所述子膜层相互交叉，且在平行于所述待测膜层的方向上互不分离，其特征在于，所述测试系统包括：

第一检测组件，用于收集第一光谱，以得到所述图案化膜层的参数；

参数调节组件，用于调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，并锁定所述图案化膜层的参数，以形成目标薄膜；

第二检测组件，用于检测所述目标薄膜的光谱，得到第二光谱；

参数确定组件，根据所述第二光谱确定所述待测膜层的厚度；

模型构建组件，用于形成参考薄膜，所述参考薄膜包括参考膜层和位于所述参考膜层表面的待测试膜层，所述参考膜层包括多个子材料层，各所述子材料层均与所述待测试膜层平行分布；所述子材料层的数量与所述子膜层的数量相等，且各所述子材料层的材料与各所述子膜层的材料一一对应相同；

第三检测组件，用于收集第三光谱，以得到所述参考膜层的参数；

所述参数调节组件用于根据所述参考膜层的参数调节所述第一光谱中所述图案化膜层的参数，以使所述图案化膜层的参数与所述参考膜层的参数一致。

6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述参数调节组件包括：

参数获取模块，用于根据所述薄膜的制程信息确定各所述子膜层的材料对应的参数，在相互交叉的两层子膜层中，一所述子膜层的参数为第一参数，另一所述子膜层的参数为第二参数；

调节模块，用于在所述第一参数和所述第二参数之间调节所述图案化膜层的参数，并在所述图案化膜层的参数与参考膜层的参数相同时停止调节，调节参数后的图案化膜层与所述待测膜层共同构成目标薄膜。

7.根据权利要求6所述的测试系统，其特征在于，所述参数确定组件用于根据所述第二光谱的峰值确定所述待测膜层的厚度。

8.根据权利要求5-7任一项所述的测试系统，其特征在于，所述参数包括膜层的厚度、粗糙度、密度、声波传输速度、介电常数、热容量及导热性中至少一种。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～4任一项所述的薄膜厚度的测试方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1～4任一项所述的薄膜厚度的测试方法。

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