CN114018199B - 一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置 - Google Patents

一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114018199B
CN114018199B CN202210013788.4A CN202210013788A CN114018199B CN 114018199 B CN114018199 B CN 114018199B CN 202210013788 A CN202210013788 A CN 202210013788A CN 114018199 B CN114018199 B CN 114018199B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
reference sample
film
thickness
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210013788.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114018199A (zh
Inventor
李政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changxin Memory Technologies Inc
Original Assignee
Changxin Memory Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changxin Memory Technologies Inc filed Critical Changxin Memory Technologies Inc
Priority to CN202210013788.4A priority Critical patent/CN114018199B/zh
Publication of CN114018199A publication Critical patent/CN114018199A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114018199B publication Critical patent/CN114018199B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/08—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

本公开实施例公开了一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置，其中，所述测量方法包括：提供待测样品和参考样品，待测样品和参考样品均包括测试区和工作区；待测样品与参考样品为同类型样品；对参考样品进行第一次处理，测量第一次处理前后参考样品的质量变化值
Figure 422638DEST_PATH_IMAGE001
，以及参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 885587DEST_PATH_IMAGE002
；对参考样品进行第二次处理，测量第二次处理前后参考样品的质量变化值
Figure 287618DEST_PATH_IMAGE003
，以及参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 517742DEST_PATH_IMAGE004
；对待测样品进行处理，测量处理前后待测样品的质量的变化值
Figure 797676DEST_PATH_IMAGE005
，以及待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 23121DEST_PATH_IMAGE006
；基于
Figure 346786DEST_PATH_IMAGE007
，确定待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 313474DEST_PATH_IMAGE008
。

Description

一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置
技术领域
本专利涉及测量技术领域，尤其涉及一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置。
背景技术
薄膜技术在各个高科技领域，发挥着越来越重要的作用。在近代科学技术的许多部门中对各种薄膜的研究和应用日益广泛。对于薄膜，膜厚是重要的参数，尤其是阵列区的薄膜厚度，在一定程度上影响着器件的性能，因此准确的测量薄膜厚度对过程控制具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置。
根据本公开实施例的第一方面，提供了一种薄膜厚度的测量方法，所述方法包括：
提供待测样品和参考样品，所述待测样品和参考样品均包括测试区和工作区；所述待测样品与所述参考样品为同类型样品；
对所述参考样品进行第一次处理，测量第一次处理前后所述参考样品的质量变化值
Figure 828114DEST_PATH_IMAGE001
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 5279DEST_PATH_IMAGE002
；
对所述参考样品进行第二次处理，测量第二次处理前后所述参考样品的质量变化值
Figure 945554DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 265676DEST_PATH_IMAGE004
；
对所述待测样品进行处理，测量处理前后所述待测样品的质量的变化值
Figure 85734DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 999463DEST_PATH_IMAGE006
；
基于
Figure 71324DEST_PATH_IMAGE007
，确定所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 134702DEST_PATH_IMAGE008
。
在一些实施例中，基于
Figure 407551DEST_PATH_IMAGE007
，确定所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 792265DEST_PATH_IMAGE008
；包括：
利用如下公式得到所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值：
Figure 667817DEST_PATH_IMAGE009
（1）
Figure 572319DEST_PATH_IMAGE010
（2）
Figure 32382DEST_PATH_IMAGE011
（3）
其中，
Figure 514179DEST_PATH_IMAGE012
表征所述参考样品和所述待测样品上的薄膜的密度，
Figure 68788DEST_PATH_IMAGE013
表征所述参考样品和所述待测样品的测试区的面积，
Figure 77064DEST_PATH_IMAGE014
表征所述参考样品和所述待测样品的工作区的面积。
在一些实施例中，基于公式（1）、公式（2）和公式（3），得到所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 816350DEST_PATH_IMAGE008
如公式（4）所示：
Figure 660809DEST_PATH_IMAGE015
（4）
在一些实施例中，所述对所述参考样品进行第一次处理，包括：
在所述参考样品上沉积第一层薄膜；
所述对所述参考样品进行第二次处理，包括：
在所述参考样品的第一层薄膜上沉积第二层薄膜；
所述对所述待测样品进行处理，包括：
在所述待测样品上沉积薄膜。
在一些实施例中，所述对所述参考样品进行第一次处理，包括：
对所述参考样品进行第一次刻蚀，去除第一层薄膜；
所述对所述参考样品进行第二次处理，包括：
在去除第一层薄膜后，对所述参考样品进行第二次刻蚀，去除第二层薄膜；
所述对所述待测样品进行处理，包括：
对所述待测样品进行刻蚀，去除部分薄膜。
在一些实施例中，所述对所述参考样品进行第一次处理，测量第一次处理前后所述参考样品的质量变化值
Figure 772772DEST_PATH_IMAGE001
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 510920DEST_PATH_IMAGE002
，包括：
测量得到所述参考样品的初始质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的初始厚度；
对所述参考样品进行第一次处理后，测量得到所述参考样品的第一质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第一厚度；
基于所述参考样品的初始质量和第一质量，得到所述参考样品第一次处理前后的质量变化值
Figure 296474DEST_PATH_IMAGE001
；基于所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的初始厚度和第一厚度，分别得到所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度在第一次处理前后的变化值
Figure 143076DEST_PATH_IMAGE002
；
所述对所述参考样品进行第二次处理，测量第二次处理前后所述参考样品的质量变化值
Figure 305067DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 428881DEST_PATH_IMAGE004
，包括：
对所述参考样品进行第二次处理后，测量得到所述参考样品的第二质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第二厚度；
基于所述参考样品的第一质量和第二质量，得到所述参考样品的第二次处理前后的质量变化值
Figure 604910DEST_PATH_IMAGE003
；基于所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第一厚度和第二厚度，分别得到所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度在第二次处理前后的变化值
Figure 689540DEST_PATH_IMAGE004
。
在一些实施例中，所述测量处理前后所述待测样品的质量的变化值
Figure 248698DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 351652DEST_PATH_IMAGE016
包括：
测量得到所述待测样品的初始质量，以及所述待测样品的测试区的薄膜的初始厚度；
对所述待测样品进行处理后，测量得到所述待测样品的第一质量，以及所述待测样品的测试区的薄膜的第一厚度；
基于所述待测样品的初始质量和第一质量，得到待测样品的质量的变化值
Figure 744587DEST_PATH_IMAGE005
；基于所述待测样品的测试区的薄膜的初始厚度和第一厚度，得到所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 909989DEST_PATH_IMAGE006
。
在一些实施例中，所述参考样品的质量变化值
Figure 896006DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 869778DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述待测样品的质量的变化值
Figure 417303DEST_PATH_IMAGE005
，通过电子分析天平测量得到；
所述参考样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 70001DEST_PATH_IMAGE017
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 111907DEST_PATH_IMAGE006
，通过椭偏光谱仪测量得到；
所述参考样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 690918DEST_PATH_IMAGE018
，通过透射电子显微镜测量得到。
在一些实施例中，所述参考样品和所述待测样品的薄膜均匀且密度固定。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种薄膜厚度的测量装置，用于实现如上述实施例中任一项所述的测量方法；所述测量装置包括：
样品承载台，用于放置参考样品和待测样品；所述待测样品和参考样品均包括测试区和工作区；所述待测样品与所述参考样品为同类型样品；
处理模块，用于对所述参考样品进行第一次处理和第二次处理，以及对所述待测样品进行处理；
测量模块，用于测量第一次处理前后所述参考样品质量的变化值
Figure 19131DEST_PATH_IMAGE001
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 300071DEST_PATH_IMAGE002
；测量第二次处理前后所述参考样品相比第一次处理后的质量的变化值
Figure 394935DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 936774DEST_PATH_IMAGE004
；测量处理前后所述待测样品的质量变化值
Figure 576834DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 352593DEST_PATH_IMAGE006
；
计算模块，能够基于
Figure 470721DEST_PATH_IMAGE007
，确定所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 867068DEST_PATH_IMAGE008
。
在一些实施例中，所述计算模块，能够基于
Figure 927297DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 41883DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 229282DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 371813DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 212730DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 221137DEST_PATH_IMAGE023
，确定所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 930336DEST_PATH_IMAGE008
；包括：
利用如下公式得到所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值：
Figure 707799DEST_PATH_IMAGE009
（1）
Figure 719617DEST_PATH_IMAGE010
（2）
Figure 697544DEST_PATH_IMAGE011
（3）
其中，
Figure 695587DEST_PATH_IMAGE012
表征所述参考样品和所述待测样品上的薄膜的密度，
Figure 186611DEST_PATH_IMAGE013
表征所述参考样品和所述待测样品的测试区的面积，
Figure 759544DEST_PATH_IMAGE014
表征所述参考样品和所述待测样品的工作区的面积。
在一些实施例中，所述处理模块，用于对所述参考样品进行第一次处理和第二次处理，包括：
在所述参考样品上沉积第一层薄膜；
在所述参考样品的第一层薄膜上沉积第二层薄膜；
所述处理模块，用于对所述待测样品进行处理，包括：
在所述待测样品上沉积薄膜。
在一些实施例中，所述处理模块，用于对所述参考样品进行第一次处理和第二次处理，包括：
对所述参考样品进行第一次刻蚀，去除第一层薄膜；
在去除第一层薄膜后，对所述参考样品进行第二次刻蚀，去除第二层薄膜；
所述处理模块，用于对所述待测样品进行处理，包括：
对所述待测样品进行刻蚀，去除部分薄膜。
在一些实施例中，所述测量模块，用于测量第一次处理前后所述参考样品质量的变化值
Figure 211385DEST_PATH_IMAGE001
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 137753DEST_PATH_IMAGE002
；包括：
测量得到所述参考样品的初始质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的初始厚度；
对所述参考样品进行第一次处理后，测量得到所述参考样品的第一质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第一厚度；
基于所述参考样品的初始质量和第一质量，得到所述参考样品第一次处理前后质量变化值
Figure 374961DEST_PATH_IMAGE001
；基于所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的初始厚度和第一厚度，分别得到所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度在第一次处理前后的变化值
Figure 869528DEST_PATH_IMAGE002
；
所述测量模块，用于测量第二次处理前后所述参考样品相比第一次处理后的质量的变化值
Figure 323512DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 53570DEST_PATH_IMAGE004
；包括：
对所述参考样品进行第二次处理后，测量得到所述参考样品的第二质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第二厚度；
基于所述参考样品的第一质量和第二质量，得到所述参考样品在第二次处理前后的质量变化值
Figure 394553DEST_PATH_IMAGE003
；基于所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第一厚度和第二厚度，分别得到所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度在第二次处理前后的变化值
Figure 919075DEST_PATH_IMAGE004
。
在一些实施例中，所述测量模块，用于测量处理前后所述待测样品的质量变化值
Figure 99171DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 508286DEST_PATH_IMAGE006
；包括：
测量得到所述待测样品的初始质量，以及所述待测样品的测试区的薄膜的初始厚度；
对所述待测样品进行处理后，测量得到所述待测样品的第一质量，以及所述待测样品的测试区的薄膜的第一厚度；
基于所述待测样品的初始质量和第一质量，得到待测样品的质量的变化值
Figure 562830DEST_PATH_IMAGE005
；基于所述待测样品的测试区的薄膜的初始厚度和第一厚度，得到所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 648466DEST_PATH_IMAGE006
。
在一些实施例中，所述测量装置包括电子分析天平、椭偏光谱仪和透射电子显微镜；其中，
通过电子分析天平测量得到所述参考样品的质量变化值
Figure 827775DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 634057DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述待测样品的质量的变化值
Figure 700364DEST_PATH_IMAGE005
；
通过椭偏光谱仪测量得到所述参考样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 707635DEST_PATH_IMAGE017
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 357928DEST_PATH_IMAGE006
；
通过透射电子显微镜测量得到所述参考样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 967901DEST_PATH_IMAGE018
。
本公开实施例中，通过先测得参考样品两次处理前后的质量变化值、测试区和工作区的薄膜厚度的变化值，以及待测样品处理前后的质量的变化值和测试区的薄膜厚度的变化值，从而根据这些数值，得到待测样品的实际工作区的薄膜厚度的变化值。如此，使得测试结果更加能够反映实际工作区的真实膜厚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本公开实施例提供的薄膜厚度的测量方法的流程示意图；
图2a至2n为本公开实施例提供的薄膜厚度的测量方法在测量过程中的示意图；
图3为椭偏光谱仪的工作原理图；
图4为本公开实施例提供的薄膜厚度的测量装置的示意图。
附图标记说明：
10-参考样品；11-参考样品的测试区；12-参考样品的工作区；
20-待测样品；21-待测样品的测试区；22-待测样品的工作区；
100-样品承载台；200-处理模块；300-测量模块；400-计算模块。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本公开更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本公开可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本公开发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。
在附图中，为了清楚，层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白，当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本公开教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本公开必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向（旋转90度或其它取向）并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本公开的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本公开，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本公开的技术方案。本公开的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本公开还可以具有其他实施方式。
在一些实施例中，可以利用测试区的膜层厚度表征工作区的膜层厚度，但由于刻蚀负载效应的存在以及工作区与测试区的图形密度不同，尽管工作区和测试区的膜层是同时沉积或刻蚀，但实际上工作区和测试区的膜层厚度并不相同，因此直接用测试区的膜层厚度来表征工作区的膜层厚度，其得到的工作区膜层厚度并不准确。
基于此，本公开实施例提供了一种薄膜厚度的测量方法，具体请参见附图1，如图所示，所述方法包括以下步骤：
步骤101：提供待测样品和参考样品，所述待测样品和参考样品均包括测试区和工作区；所述待测样品与所述参考样品为同类型样品；
步骤102：对所述参考样品进行第一次处理，测量第一次处理前后所述参考样品的质量变化值
Figure 137982DEST_PATH_IMAGE001
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 440787DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤103：对所述参考样品进行第二次处理，测量第二次处理前后所述参考样品的质量变化值
Figure 811332DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 365942DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤104：对所述待测样品进行处理，测量处理前后所述待测样品的质量的变化值
Figure 249584DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 113504DEST_PATH_IMAGE006
；
步骤105：基于
Figure 489121DEST_PATH_IMAGE007
，确定所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 332575DEST_PATH_IMAGE008
。
下面结合具体实施例对本公开实施例提供的薄膜厚度的测量方法再作进一步详细的说明。
图2a至2n为本公开实施例提供的薄膜厚度的测量方法在测量过程中的示意图。
首先，参见图2a和图2b，执行步骤101，提供待测样品20和参考样品10，所述待测样品20和参考样品10均包括测试区和工作区，所述参考样品10包括测试区11和工作区12，所述待测样品20包括测试区21和工作区22；所述待测样品20与所述参考样品10为同类型样品。
具体地，所述工作区为芯片中实际工作的区域，在实际电路中，工作区可能会发生各种问题，但对工作区进行各种监测会影响芯片的功能，因此需要在芯片中模拟工作区的结构，设计测试区，并对测试区进行监测，以反映工作区的性能。
接着，对所述参考样品10和所述待测样品20进行处理。需要解释的是，所述处理的过程包括沉积或刻蚀这两种工艺，因为不管是在膜层沉积还是在刻蚀的过程中，测试区和工作区都存在刻蚀负载效应，因此本公开提供的薄膜厚度的测量方法不仅能计算出膜层沉积时待测样品的实际工作区的真实膜厚，也能计算出刻蚀时待测样品的实际工作区的真实刻蚀深度。
图2c至图2h为所述参考样品和所述待测样品进行沉积处理的过程示意图，图2i至图2n为所述参考样品和所述待测样品进行刻蚀处理的过程示意图。
先参见图2c至图2h，对利用本公开实施例提供的薄膜厚度的测量方法计算得出膜层沉积时待测样品的实际工作区的真实膜厚进行进一步详细说明。
具体地，先执行步骤102，对所述参考样品10进行第一次处理，测量第一次处理前后所述参考样品10的质量变化值
Figure 336303DEST_PATH_IMAGE001
，以及所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜厚度的变化值
Figure 121856DEST_PATH_IMAGE002
。
参见图2c和图2d，所述对所述参考样品10进行第一次处理，包括：在所述参考样品10上沉积第一层薄膜。
具体地，图2c为在所述参考样品10的测试区11上沉积第一层薄膜，所述参考样品10的测试区11的薄膜厚度的变化值
Figure 702879DEST_PATH_IMAGE019
即为测试区11的第一层薄膜的厚度。图2d为在所述参考样品10的工作区12上沉积第一层薄膜，所述参考样品10的工作区12的薄膜厚度的变化值
Figure 864870DEST_PATH_IMAGE020
即为工作区12的第一层薄膜的厚度。所述参考样品10的质量变化值
Figure 457525DEST_PATH_IMAGE001
即为测试区11的第一层薄膜的质量与工作区12的第一层薄膜的质量的总和。
接着，执行步骤103，对所述参考样品10进行第二次处理，测量第二次处理前后所述参考样品10的质量变化值
Figure 913782DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜厚度的变化值
Figure 123046DEST_PATH_IMAGE004
。
参见图2e和图2f，所述对所述参考样品10进行第二次处理，包括：在所述参考样品10的第一层薄膜上沉积第二层薄膜。
具体地，图2e为在所述参考样品10的测试区11的第一层薄膜上沉积第二层薄膜，所述参考样品10的测试区11的薄膜厚度的变化值
Figure 823149DEST_PATH_IMAGE022
即为测试区11的第二层薄膜的厚度。图2f为在所述参考样品10的工作区12的第一层薄膜上沉积第二层薄膜，所述参考样品10的工作区12的薄膜厚度的变化值
Figure 191682DEST_PATH_IMAGE024
即为工作区12的第二层薄膜的厚度。所述参考样品10的质量变化值
Figure 319038DEST_PATH_IMAGE003
即为测试区11的第二层薄膜的质量与工作区12的第二层薄膜的质量的总和。
接着，执行步骤104，对所述待测样品进行处理，测量处理前后所述待测样品20的质量的变化值
Figure 376118DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品20的测试区21的薄膜厚度的变化值
Figure 473387DEST_PATH_IMAGE006
。
参见图2g和图2h，所述对所述待测样品20进行处理，包括：在所述待测样品20上沉积薄膜。
具体地，图2g为在所述待测样品20的测试区21上沉积薄膜，所述待测样品20的测试区21的薄膜厚度的变化值
Figure 368531DEST_PATH_IMAGE006
即为测试区21的薄膜的厚度。图2h为在所述待测样品20的工作区22上沉积薄膜，所述待测样品20的工作区22的薄膜厚度的变化值
Figure 525843DEST_PATH_IMAGE008
即为工作区22的薄膜的厚度。所述待测样品20的质量的变化值
Figure 319486DEST_PATH_IMAGE005
即为测试区21的薄膜的质量与工作区22的薄膜的质量的总和。
接着参见图2i至图2n，对利用本公开实施例提供的薄膜厚度的测量方法计算得出刻蚀时待测样品的实际工作区的真实刻蚀深度进行进一步详细说明。
具体地，和进行薄膜沉积工艺一样，先执行步骤102。
参见图2i和图2j，所述对所述参考样品10进行第一次处理，包括：对所述参考样品10进行第一次刻蚀，去除第一层薄膜；
具体地，图2i为对所述参考样品10的测试区11进行第一次刻蚀，去除第一层薄膜，所述参考样品10的测试区11的薄膜厚度的变化值
Figure 220446DEST_PATH_IMAGE019
即为测试区11去除的第一层薄膜的厚度。图2j为对所述参考样品10的工作区12进行第一次刻蚀，去除第一层薄膜，所述参考样品10的工作区12的薄膜厚度的变化值
Figure 796528DEST_PATH_IMAGE020
即为工作区12去除的第一层薄膜的厚度。所述参考样品10的质量变化值
Figure 265686DEST_PATH_IMAGE001
即为测试区11去除的第一层薄膜的质量与工作区12去除的第一层薄膜的质量的总和。
接着，执行步骤103。
参见图2k和图2l，所述对所述参考样品10进行第二次处理，包括：在去除第一层薄膜后，对所述参考样品10进行第二次刻蚀，去除第二层薄膜。
具体地，图2k为对所述参考样品10的测试区11进行第二次刻蚀，去除第二层薄膜，所述参考样品10的测试区11的薄膜厚度的变化值
Figure 795894DEST_PATH_IMAGE022
即为测试区11去除的第二层薄膜的厚度。图2l为对所述参考样品10的工作区12进行第二次刻蚀，去除第二层薄膜，所述参考样品10的工作区12的薄膜厚度的变化值
Figure 500545DEST_PATH_IMAGE024
即为工作区12去除的第二层薄膜的厚度。所述参考样品10的质量变化值
Figure 183330DEST_PATH_IMAGE003
即为测试区11去除的第二层薄膜的质量与工作区12去除的第二层薄膜的质量的总和。
接着，执行步骤104。
参见图2m和图2n，所述对所述待测样品20进行处理，包括：对所述待测样品20进行刻蚀，去除部分薄膜。
具体地，图2m为对所述待测样品20的测试区21进行刻蚀，去除部分薄膜，所述待测样品20的测试区21的薄膜厚度的变化值
Figure 574122DEST_PATH_IMAGE006
即为测试区21去除的薄膜的厚度。图2n为对所述待测样品20的工作区22进行刻蚀，去除部分薄膜，所述待测样品20的工作区22的薄膜厚度的变化值
Figure 201412DEST_PATH_IMAGE008
即为工作区22去除的薄膜的厚度。所述待测样品20的质量变化值
Figure 585120DEST_PATH_IMAGE005
即为测试区21去除的薄膜的质量与工作区22去除的薄膜的质量的总和。
接着，在对所述待测样品20进行处理之后，执行步骤105，基于
Figure 371680DEST_PATH_IMAGE007
，确定所述待测样品20的工作区22的薄膜厚度的变化值
Figure 182641DEST_PATH_IMAGE008
。
所述基于
Figure 297227DEST_PATH_IMAGE007
，确定所述待测样品20的工作区22的薄膜厚度的变化值
Figure 238288DEST_PATH_IMAGE008
；包括：
利用如下公式得到所述待测样品20的工作区22的薄膜厚度的变化值：
Figure 895666DEST_PATH_IMAGE009
（1）
Figure 736583DEST_PATH_IMAGE010
（2）
Figure 728679DEST_PATH_IMAGE011
（3）
其中，
Figure 454189DEST_PATH_IMAGE012
表征所述参考样品10和所述待测样品20上的薄膜的密度，
Figure 825128DEST_PATH_IMAGE013
表征所述参考样品10和所述待测样品20的测试区的面积，
Figure 728624DEST_PATH_IMAGE014
表征所述参考样品10和所述待测样品20的工作区的面积。
所述基于公式（1）、公式（2）和公式（3），得到所述待测样品20的工作区22的薄膜厚度的变化值
Figure 427589DEST_PATH_IMAGE008
如公式（4）所示：
Figure 81425DEST_PATH_IMAGE015
（4）
由此公式，可在实际制备过程中，计算得出待测样品的实际工作区的薄膜厚度的变化值，进而得到待测样品的实际工作区的真实膜厚。
在一实施例中，所述对所述参考样品10进行第一次处理，测量第一次处理前后所述参考样品10的质量变化值
Figure 697083DEST_PATH_IMAGE001
，以及所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜厚度的变化值
Figure 20748DEST_PATH_IMAGE002
，包括：
测量得到所述参考样品10的初始质量，以及所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜的初始厚度；
对所述参考样品10进行第一次处理后，测量得到所述参考样品10的第一质量，以及所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜的第一厚度；
基于所述参考样品10的初始质量和第一质量，得到所述参考样品10第一次处理前后的质量变化值
Figure 485971DEST_PATH_IMAGE001
；基于所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜的初始厚度和第一厚度，分别得到所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜厚度在第一次处理前后的变化值
Figure 412338DEST_PATH_IMAGE002
。
在一实施例中，所述对所述参考样品10进行第二次处理，测量第二次处理前后所述参考样品10的质量变化值
Figure 633235DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜厚度的变化值
Figure 252436DEST_PATH_IMAGE004
，包括：
对所述参考样品10进行第二次处理后，测量得到所述参考样品10的第二质量，以及所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜的第二厚度；
基于所述参考样品10的第一质量和第二质量，得到所述参考样品10的第二次处理前后的质量变化值
Figure 440840DEST_PATH_IMAGE003
；基于所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜的第一厚度和第二厚度，分别得到所述参考样品10的测试区11和工作区12的薄膜厚度在第二次处理前后的变化值
Figure 311844DEST_PATH_IMAGE004
。
在一实施例中，所述测量处理前后所述待测样品20的质量的变化值
Figure 246302DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品20的测试区21的薄膜厚度的变化值
Figure 928082DEST_PATH_IMAGE016
包括：
测量得到所述待测样品20的初始质量，以及所述待测样品20的测试区21的薄膜的初始厚度；
对所述待测样品20进行处理后，测量得到所述待测样品20的第一质量，以及所述待测样品20的测试区21的薄膜的第一厚度；
基于所述待测样品20的初始质量和第一质量，得到待测样品20的质量的变化值
Figure 354515DEST_PATH_IMAGE005
；基于所述待测样品20的测试区21的薄膜的初始厚度和第一厚度，得到所述待测样品20的测试区21的薄膜厚度的变化值
Figure 278477DEST_PATH_IMAGE006
。
在一实施例中，所述参考样品10的质量变化值
Figure 333021DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 434969DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述待测样品20的质量的变化值
Figure 559484DEST_PATH_IMAGE005
，通过电子分析天平测量得到；所述参考样品10的测试区11的薄膜厚度的变化值
Figure 896924DEST_PATH_IMAGE017
，以及所述待测样品20的测试区21的薄膜厚度的变化值
Figure 212499DEST_PATH_IMAGE006
，通过椭偏光谱仪测量得到；所述参考样品10的工作区12的薄膜厚度的变化值
Figure 203457DEST_PATH_IMAGE018
，通过透射电子显微镜测量得到。
由于刻蚀负载效应的存在，工作区和测试区的膜厚并不相同，测试区是在平面上沉积膜层，不存在负载效应，因此可以使用椭偏光谱仪进行测量；而工作区由于存在很多图形且可能是在沟槽内做沉积，存在负载效应，因此这个厚度无法通过椭偏光谱仪测量得到，需要在切片后通过透射电子显微镜测量得出。
需要解释的是，因为待测样品是实际生产出来，后续投入工作的芯片，如果采用切片后通过透射电子显微镜测量的方法得到工作区的膜厚，则会破坏待测样品，进而影响其性能，因此待测样品的工作区的膜厚无法在切片后通过透射电子显微镜测量得到，而需要通过本公开实施例提供的测量方法进行测量。
图3为椭偏光谱仪的工作原理图，其测量薄膜厚度的原理是通过测量经被测物体反射后光线的偏振态的强度和相位变化，来获得样品的厚度信息。
如图3所示，为表征反射光的特性，可分成P和S偏振态这两个分量，P分量是指平行于反射面的线性偏振光，S分量是指垂直于反射面的线性偏振光。其中，p1和s1是薄膜上界面直接反射的偏振态分量，p2和s2是入射薄膜后在层间界面反射的偏振态分量。n0、n1和ns分别为光线在空气、薄膜和基底中的折射率，k0、k1和ks分别为光线在空气、薄膜和基底中的消光系数，t1为薄膜的厚度。
需要解释的是，因为p1和p2之间，以及s1和s2之间存在干扰，在进行薄膜厚度测量时，应保证薄膜的膜层均匀且单一。
在一实施例中，所述参考样品10和所述待测样品20的薄膜均匀且密度固定。如此，能够提高测得的薄膜厚度的准确性，保证了后续计算得到的待测样品的实际工作区的薄膜厚度的准确性。
在本公开实施例中，通过先测得参考样品两次处理前后的质量变化值、测试区和工作区的薄膜厚度的变化值，以及待测样品处理前后的质量的变化值和测试区的薄膜厚度的变化值，从而根据这些数值，得到待测样品的实际工作区的薄膜厚度的变化值。如此，使得测试结果更加能够反映实际工作区的真实膜厚。
本公开实施例还提供了一种薄膜厚度的测量装置，用于实现如上述实施例中任一项所述的测量方法。图4为本公开实施例提供的薄膜厚度的测量装置的示意图。
如图4所示，所述测量装置包括：样品承载台100，用于放置参考样品和待测样品；所述待测样品和参考样品均包括测试区和工作区；所述待测样品与所述参考样品为同类型样品；
处理模块200，用于对所述参考样品进行第一次处理和第二次处理，以及对所述待测样品进行处理；
测量模块300，用于测量第一次处理前后所述参考样品质量的变化值
Figure 729117DEST_PATH_IMAGE001
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 480035DEST_PATH_IMAGE002
；测量第二次处理前后所述参考样品相比第一次处理后的质量的变化值
Figure 666428DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 844600DEST_PATH_IMAGE004
；测量处理前后所述待测样品的质量变化值
Figure 982189DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 661432DEST_PATH_IMAGE006
；
计算模块400，能够基于
Figure 420440DEST_PATH_IMAGE007
，确定所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 782895DEST_PATH_IMAGE008
。
在一实施例中，所述计算模块400，能够基于
Figure 17567DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 844709DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 238650DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 617679DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 637850DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 393316DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 392496DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 598219DEST_PATH_IMAGE006
，确定所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 541904DEST_PATH_IMAGE008
；包括：
利用如下公式得到所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值：
Figure 976427DEST_PATH_IMAGE009
（1）
Figure 689168DEST_PATH_IMAGE010
（2）
Figure 570186DEST_PATH_IMAGE011
（3）
其中，
Figure 142113DEST_PATH_IMAGE012
表征所述参考样品和所述待测样品上的薄膜的密度，
Figure 629595DEST_PATH_IMAGE013
表征所述参考样品和所述待测样品的测试区的面积，
Figure 603368DEST_PATH_IMAGE014
表征所述参考样品和所述待测样品的工作区的面积。
在一些实施例中，所述处理模块200，用于对所述参考样品进行第一次处理和第二次处理，包括：在所述参考样品上沉积第一层薄膜；在所述参考样品的第一层薄膜上沉积第二层薄膜。
所述处理模块200，用于对所述待测样品进行处理，包括：在所述待测样品上沉积薄膜。
在其他一些实施例中，所述处理模块200，用于对所述参考样品进行第一次处理和第二次处理，包括：对所述参考样品进行第一次刻蚀，去除第一层薄膜；在去除第一层薄膜后，对所述参考样品进行第二次刻蚀，去除第二层薄膜；
所述处理模块200，用于对所述待测样品进行处理，包括：对所述待测样品进行刻蚀，去除部分薄膜。
在一实施例中，所述测量模块300，用于测量第一次处理前后所述参考样品质量的变化值
Figure 26259DEST_PATH_IMAGE001
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 836214DEST_PATH_IMAGE002
；包括：
测量得到所述参考样品的初始质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的初始厚度；
对所述参考样品进行第一次处理后，测量得到所述参考样品的第一质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第一厚度；
基于所述参考样品的初始质量和第一质量，得到所述参考样品第一次处理前后质量变化值
Figure 346961DEST_PATH_IMAGE001
；基于所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的初始厚度和第一厚度，分别得到所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度在第一次处理前后的变化值
Figure 299873DEST_PATH_IMAGE002
；
所述测量模块300，用于测量第二次处理前后所述参考样品相比第一次处理后的质量的变化值
Figure 18299DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 33660DEST_PATH_IMAGE004
；包括：
对所述参考样品进行第二次处理后，测量得到所述参考样品的第二质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第二厚度；
基于所述参考样品的第一质量和第二质量，得到所述参考样品在第二次处理前后的质量变化值
Figure 3890DEST_PATH_IMAGE003
；基于所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第一厚度和第二厚度，分别得到所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度在第二次处理前后的变化值
Figure 434478DEST_PATH_IMAGE004
。
在一实施例中，所述测量模块300，用于测量处理前后所述待测样品的质量变化值
Figure 340117DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 357621DEST_PATH_IMAGE006
；包括：
测量得到所述待测样品的初始质量，以及所述待测样品的测试区的薄膜的初始厚度；
对所述待测样品进行处理后，测量得到所述待测样品的第一质量，以及所述待测样品的测试区的薄膜的第一厚度；
基于所述待测样品的初始质量和第一质量，得到待测样品的质量的变化值
Figure 475749DEST_PATH_IMAGE005
；基于所述待测样品的测试区的薄膜的初始厚度和第一厚度，得到所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 137675DEST_PATH_IMAGE006
。
在一实施例中，所述测量装置300包括电子分析天平、椭偏光谱仪和透射电子显微镜；其中，
通过电子分析天平测量得到所述参考样品的质量变化值
Figure 699368DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 813955DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述待测样品的质量的变化值
Figure 735775DEST_PATH_IMAGE005
；
通过椭偏光谱仪测量得到所述参考样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 642420DEST_PATH_IMAGE017
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 624282DEST_PATH_IMAGE006
；
通过透射电子显微镜测量得到所述参考样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 226165DEST_PATH_IMAGE018
。
以上所述，仅为本公开的较佳实施例而已，并非用于限定本公开的保护范围，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种薄膜厚度的测量方法，其特征在于，所述方法包括：
提供待测样品和参考样品，所述待测样品和参考样品均包括测试区和工作区；所述待测样品与所述参考样品为同类型样品；
对所述参考样品进行第一次处理，测量第一次处理前后所述参考样品的质量变化值
Figure 911541DEST_PATH_IMAGE001
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 203851DEST_PATH_IMAGE002
；
对所述参考样品进行第二次处理，测量第二次处理前后所述参考样品的质量变化值
Figure 356614DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 337471DEST_PATH_IMAGE004
；
对所述待测样品进行处理，测量处理前后所述待测样品的质量的变化值
Figure 132252DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 13489DEST_PATH_IMAGE006
；
基于
Figure 868312DEST_PATH_IMAGE007
，确定所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 599115DEST_PATH_IMAGE008
；
利用如下公式得到所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值：
Figure 135269DEST_PATH_IMAGE009
（1）
Figure 871013DEST_PATH_IMAGE010
（2）
Figure 896738DEST_PATH_IMAGE011
（3）
其中，
Figure 117766DEST_PATH_IMAGE012
表征所述参考样品和所述待测样品上的薄膜的密度，
Figure 254349DEST_PATH_IMAGE013
表征所述参考样品和所述待测样品的测试区的面积，
Figure 923228DEST_PATH_IMAGE014
表征所述参考样品和所述待测样品的工作区的面积。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
基于公式（1）、公式（2）和公式（3），得到所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 369122DEST_PATH_IMAGE015
如公式（4）所示：
Figure 326713DEST_PATH_IMAGE016
（4）。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述对所述参考样品进行第一次处理，包括：
在所述参考样品上沉积第一层薄膜；
所述对所述参考样品进行第二次处理，包括：
在所述参考样品的第一层薄膜上沉积第二层薄膜；
所述对所述待测样品进行处理，包括：
在所述待测样品上沉积薄膜。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述对所述参考样品进行第一次处理，包括：
对所述参考样品进行第一次刻蚀，去除第一层薄膜；
所述对所述参考样品进行第二次处理，包括：
在去除第一层薄膜后，对所述参考样品进行第二次刻蚀，去除第二层薄膜；
所述对所述待测样品进行处理，包括：
对所述待测样品进行刻蚀，去除部分薄膜。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述对所述参考样品进行第一次处理，测量第一次处理前后所述参考样品的质量变化值
Figure 743352DEST_PATH_IMAGE017
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 407682DEST_PATH_IMAGE018
，包括：
测量得到所述参考样品的初始质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的初始厚度；
对所述参考样品进行第一次处理后，测量得到所述参考样品的第一质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第一厚度；
基于所述参考样品的初始质量和第一质量，得到所述参考样品第一次处理前后的质量变化值
Figure 290057DEST_PATH_IMAGE017
；基于所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的初始厚度和第一厚度，分别得到所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度在第一次处理前后的变化值
Figure 203786DEST_PATH_IMAGE019
；
所述对所述参考样品进行第二次处理，测量第二次处理前后所述参考样品的质量变化值
Figure 10068DEST_PATH_IMAGE020
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 607534DEST_PATH_IMAGE021
，包括：
对所述参考样品进行第二次处理后，测量得到所述参考样品的第二质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第二厚度；
基于所述参考样品的第一质量和第二质量，得到所述参考样品的第二次处理前后的质量变化值
Figure 880383DEST_PATH_IMAGE020
；基于所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第一厚度和第二厚度，分别得到所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度在第二次处理前后的变化值
Figure 999518DEST_PATH_IMAGE022
。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述测量处理前后所述待测样品的质量的变化值
Figure 281595DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 45151DEST_PATH_IMAGE023
包括：
测量得到所述待测样品的初始质量，以及所述待测样品的测试区的薄膜的初始厚度；
对所述待测样品进行处理后，测量得到所述待测样品的第一质量，以及所述待测样品的测试区的薄膜的第一厚度；
基于所述待测样品的初始质量和第一质量，得到待测样品的质量的变化值
Figure 502284DEST_PATH_IMAGE024
；基于所述待测样品的测试区的薄膜的初始厚度和第一厚度，得到所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 656185DEST_PATH_IMAGE025
。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述参考样品的质量变化值
Figure 928903DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 219070DEST_PATH_IMAGE020
，以及所述待测样品的质量的变化值
Figure 115613DEST_PATH_IMAGE024
，通过电子分析天平测量得到；
所述参考样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 491231DEST_PATH_IMAGE026
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 177427DEST_PATH_IMAGE025
，通过椭偏光谱仪测量得到；
所述参考样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 836947DEST_PATH_IMAGE027
，通过透射电子显微镜测量得到。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述参考样品和所述待测样品的薄膜均匀且密度固定。
9.一种薄膜厚度的测量装置，其特征在于，用于实现如权利要求1-8任一项所述的测量方法；所述测量装置包括：
样品承载台，用于放置参考样品和待测样品；所述待测样品和参考样品均包括测试区和工作区；所述待测样品与所述参考样品为同类型样品；
处理模块，用于对所述参考样品进行第一次处理和第二次处理，以及对所述待测样品进行处理；
测量模块，用于测量第一次处理前后所述参考样品质量的变化值
Figure 888080DEST_PATH_IMAGE017
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 707918DEST_PATH_IMAGE018
；测量第二次处理前后所述参考样品相比第一次处理后的质量的变化值
Figure 869909DEST_PATH_IMAGE020
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 383936DEST_PATH_IMAGE028
；测量处理前后所述待测样品的质量变化值
Figure 871549DEST_PATH_IMAGE024
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 549655DEST_PATH_IMAGE029
；
计算模块，能够基于
Figure 490DEST_PATH_IMAGE030
，确定所述待测样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 385335DEST_PATH_IMAGE031
。
10.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，
所述处理模块，用于对所述参考样品进行第一次处理和第二次处理，包括：
在所述参考样品上沉积第一层薄膜；
在所述参考样品的第一层薄膜上沉积第二层薄膜；
所述处理模块，用于对所述待测样品进行处理，包括：
在所述待测样品上沉积薄膜。
11.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，
所述处理模块，用于对所述参考样品进行第一次处理和第二次处理，包括：
对所述参考样品进行第一次刻蚀，去除第一层薄膜；
在去除第一层薄膜后，对所述参考样品进行第二次刻蚀，去除第二层薄膜；
所述处理模块，用于对所述待测样品进行处理，包括：
对所述待测样品进行刻蚀，去除部分薄膜。
12.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，
所述测量模块，用于测量第一次处理前后所述参考样品质量的变化值
Figure 230801DEST_PATH_IMAGE017
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 333886DEST_PATH_IMAGE032
；包括：
测量得到所述参考样品的初始质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的初始厚度；
对所述参考样品进行第一次处理后，测量得到所述参考样品的第一质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第一厚度；
基于所述参考样品的初始质量和第一质量，得到所述参考样品第一次处理前后质量变化值
Figure 165576DEST_PATH_IMAGE017
；基于所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的初始厚度和第一厚度，分别得到所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度在第一次处理前后的变化值
Figure 887150DEST_PATH_IMAGE033
；
所述测量模块，用于测量第二次处理前后所述参考样品相比第一次处理后的质量的变化值
Figure 716566DEST_PATH_IMAGE020
，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 759477DEST_PATH_IMAGE034
；包括：
对所述参考样品进行第二次处理后，测量得到所述参考样品的第二质量，以及所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第二厚度；
基于所述参考样品的第一质量和第二质量，得到所述参考样品在第二次处理前后的质量变化值
Figure 801383DEST_PATH_IMAGE020
；基于所述参考样品的测试区和工作区的薄膜的第一厚度和第二厚度，分别得到所述参考样品的测试区和工作区的薄膜厚度在第二次处理前后的变化值
Figure 223137DEST_PATH_IMAGE035
。
13.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，
所述测量模块，用于测量处理前后所述待测样品的质量变化值
Figure 177449DEST_PATH_IMAGE005
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 723968DEST_PATH_IMAGE036
；包括：
测量得到所述待测样品的初始质量，以及所述待测样品的测试区的薄膜的初始厚度；
对所述待测样品进行处理后，测量得到所述待测样品的第一质量，以及所述待测样品的测试区的薄膜的第一厚度；
基于所述待测样品的初始质量和第一质量，得到待测样品的质量的变化值
Figure 349990DEST_PATH_IMAGE005
；基于所述待测样品的测试区的薄膜的初始厚度和第一厚度，得到所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 626250DEST_PATH_IMAGE036
。
14.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，
所述测量装置包括电子分析天平、椭偏光谱仪和透射电子显微镜；其中，
通过电子分析天平测量得到所述参考样品的质量变化值
Figure 797469DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 596665DEST_PATH_IMAGE003
，以及所述待测样品的质量的变化值
Figure 183635DEST_PATH_IMAGE005
；
通过椭偏光谱仪测量得到所述参考样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 766932DEST_PATH_IMAGE026
，以及所述待测样品的测试区的薄膜厚度的变化值
Figure 843472DEST_PATH_IMAGE036
；
通过透射电子显微镜测量得到所述参考样品的工作区的薄膜厚度的变化值
Figure 958059DEST_PATH_IMAGE037
。
CN202210013788.4A 2022-01-07 2022-01-07 一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置 Active CN114018199B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210013788.4A CN114018199B (zh) 2022-01-07 2022-01-07 一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210013788.4A CN114018199B (zh) 2022-01-07 2022-01-07 一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114018199A CN114018199A (zh) 2022-02-08
CN114018199B true CN114018199B (zh) 2022-03-18

Family

ID=80069761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210013788.4A Active CN114018199B (zh) 2022-01-07 2022-01-07 一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114018199B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5101111A (en) * 1989-07-13 1992-03-31 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Method of measuring thickness of film with a reference sample having a known reflectance
JPH04289405A (ja) * 1990-08-01 1992-10-14 Fuji Electric Co Ltd 膜厚測定方式
CN102003952A (zh) * 2009-09-01 2011-04-06 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 硅片厚度测量方法
KR20130029600A (ko) * 2011-09-15 2013-03-25 대우조선해양 주식회사 선체 시편의 평균 도막 두께 측정 장치 및 방법
CN108303056A (zh) * 2017-12-08 2018-07-20 华南理工大学 透水混凝土中骨料表面浆体最大包裹层厚度的测试方法
RU2665356C1 (ru) * 2017-11-16 2018-08-29 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Способ контроля толщины покрытия в процессе его химического осаждения на деталь
RU2687312C1 (ru) * 2018-07-23 2019-05-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "С-Инновации" (Ооо "С-Инновации") Способ гравиметрического определения толщины сверхпроводящего слоя втсп проводов второго поколения
CN110057334A (zh) * 2019-03-07 2019-07-26 东方环晟光伏（江苏）有限公司 基于持续称重获得单晶硅片切割损伤层厚度的测试方法
CN110686636A (zh) * 2018-07-06 2020-01-14 深南电路股份有限公司 在镀层过程中测量镀层厚度的方法及镀层设备

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5101111A (en) * 1989-07-13 1992-03-31 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Method of measuring thickness of film with a reference sample having a known reflectance
JPH04289405A (ja) * 1990-08-01 1992-10-14 Fuji Electric Co Ltd 膜厚測定方式
CN102003952A (zh) * 2009-09-01 2011-04-06 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 硅片厚度测量方法
KR20130029600A (ko) * 2011-09-15 2013-03-25 대우조선해양 주식회사 선체 시편의 평균 도막 두께 측정 장치 및 방법
RU2665356C1 (ru) * 2017-11-16 2018-08-29 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Способ контроля толщины покрытия в процессе его химического осаждения на деталь
CN108303056A (zh) * 2017-12-08 2018-07-20 华南理工大学 透水混凝土中骨料表面浆体最大包裹层厚度的测试方法
CN110686636A (zh) * 2018-07-06 2020-01-14 深南电路股份有限公司 在镀层过程中测量镀层厚度的方法及镀层设备
RU2687312C1 (ru) * 2018-07-23 2019-05-13 Общество С Ограниченной Ответственностью "С-Инновации" (Ооо "С-Инновации") Способ гравиметрического определения толщины сверхпроводящего слоя втсп проводов второго поколения
CN110057334A (zh) * 2019-03-07 2019-07-26 东方环晟光伏（江苏）有限公司 基于持续称重获得单晶硅片切割损伤层厚度的测试方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114018199A (zh) 2022-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1110054B1 (en) Methods and apparatus for measuring the thickness of a film, particularly of a photoresist film on a semiconductor substrate
CN115950859B (zh) 根据膜厚检测分辨率判断反射谱分辨率极限的方法及系统
KR100197114B1 (ko) 메모리 소자 집적 다이의 층결함의 3차원 검사 방법
CN114383516B (zh) 一种薄膜厚度提取方法及系统
US9417055B2 (en) Apparatus for measuring thickness of thin film, system including the apparatus, and method for measuring thickness of thin film
CN103983498A (zh) 一种用于线路板金相切片分析的微蚀液及其使用方法
US20070242263A1 (en) Extracting ordinary and extraordinary optical characteristics for critical dimension measurement of anisotropic materials
CN114018199B (zh) 一种薄膜厚度的测量方法以及测量装置
CN115219435B (zh) 一种宽光谱椭偏测量与仿真模拟相结合的偏振检测方法
US5849642A (en) Method of fabricating specimen for exposing defects of a semiconductor device for observation and analysis
Mykhaylyk et al. Comparative characterisation by atomic force microscopy and ellipsometry of soft and solid thin films
CN112713240B (zh) 一种基于二维材料的反对称磁电阻器件制备方法
CN112802003B (zh) 基于光弹性的缺陷检测方法、装置、设备及存储介质
US7414721B1 (en) In-situ metrology system and method for monitoring metalization and other thin film formation
TW416116B (en) Process for mapping metal contaminant concentration on a silicon wafer surface
US6731386B2 (en) Measurement technique for ultra-thin oxides
JPH01316632A (ja) 薄膜の機械的特性を評価する装置並びに評価方法
Hilfiker et al. Spectroscopic ellipsometry for process applications
US20170059303A1 (en) Nondestructive optical detection of trace undercut, width and thickness
US6853873B1 (en) Enhanced throughput of a metrology tool
CN114061496B (zh) 样品表面膜层厚度的测量方法
CN114441598B (zh) 一种3d堆叠封装集成电路芯片及其失效定位方法和装置
CN117912978A (zh) 一种快速判断激光解键合界面的方法
CN116798897A (zh) 检测Low-K工艺芯片分层的方法及装置
JP3863664B2 (ja) 基板検査方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant