MEMS基片厚度的激光超聲測量技術研究.pdf

1、微結構三維幾何尺寸測量作為微檢測技術的一個重要組成部分,其高度的測量,尤其是厚度的測量非常難實現(xiàn).通常采用的是光學方法測量,但純粹的光學測量方法很難對分布于器件內部、輪廓形貌沒有凸現(xiàn)于表面或完全包絡于器件外部的薄膜結構的厚度進行測量.而隨著微機械技術的發(fā)展,微細加工技術更加多樣,MEMS基片的結構將更加復雜,因此探索一種新的能夠滿足要求的測量方法勢在必行.該文對MEMS基片厚度激光超聲測量的基本理論,系統(tǒng)設計方案和數(shù)據(jù)分析方法作了研究.

2、在基礎理論方面研究了激光(特別是超短脈沖激光)超聲的激勵機理,探討了激光調制技術以提高系統(tǒng)信噪比,闡述了泵束探針束技術及相關實驗設置;在系統(tǒng)設計上,以激光超聲為基本原理,以泵束探針束技術為系統(tǒng)設計方案完成了MEMS基片厚度測量系統(tǒng)的設計;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)律對測得的光反射率曲線進行分析,確定超聲回波在薄膜兩界面間來回傳播的時間,以計算薄膜的厚度.該文所構建的厚度測量系統(tǒng),針對鋁膜最小測量尺寸可達到20nm左右