1樓：
作為乙個整天測量幾個奈米或幾個埃薄膜的工程師，覺得微公尺這個級別太大了。
光學橢偏儀，是我見過量測薄膜尺寸最薄也是最精準的儀器了。在半導體製造領域，為了監測矽片表面薄膜生長/蝕刻的工藝，需要對其尺寸進行量測。一般量測的物件分為兩種：
3D結構與1D結構。
3D結構是最接近於真實Device的結構，其量測出來的結果與電性關聯度最大。3D結構量測的精度一般是奈米級別的。
1D結構就是幾層，幾十層甚至上百層薄膜的堆疊，主要是用來給研發前期調整工藝穩定性保駕護航的，其測量精度一般是埃數量級的。就邏輯晶元來說，最重要的量測物件是HKMG這些站點各層薄膜的量測。因為這些站點每層薄膜的厚度往往只有幾個到十幾個埃，而process window更極限，往往只有1-1.
5個埃，也就是說對工藝要求極高。而這些金屬層又跟電性關聯度很大，所以每一家fab都對這些站點的量測非常重視。本人所在公司使用的1D量測機台在半導體製造的市場上占有絕對壟斷地位，測這麼薄的薄膜大概解析度在0.
1-0.2個埃。有人可能會有疑問，0.
1-0.2個埃，連一層原子都不到啊，這個是什麼鬼？這是指比如50微公尺大小的光斑下量測的平均值。
在這個光斑下，有的區域有3層原子，有的地方有4層原子，平均下來，那當然就不是整數個原子的厚度了。
說到量測精度，有人可能還有疑問，如何驗證這些精度呢？在fab裡，一般會撒一組DOE wafer: Baseline wafer，以及Baseline +/-幾埃的wafer，然後每片wafer上切中心與邊緣的兩個點。
zai採用TEM或XPS結果作為參考值，與橢偏儀量測結果拉線性，比如R-Square達到0.9以上就算合格。經本人觀察，XPS的量測是最不准的，上面的薄膜很容易受到下面相似材料薄膜的干擾（業內稱之為correlation），使量測結果亂飄。
TEM是最常規的手段，但其精度也有限（我會說拉TEM的軟體解析度可能就有0.5埃麼）。一般採用用軟體拉TEM圖多次取平均的手法，這樣下來精度至少在0.
2-0.5埃以上，其實也不是很準。本人認為其實最能精確驗證橢偏儀精度的是沉積那些薄膜的機台，比如應用材料等公司的機台，通過調節cycle數可以沉積出不同厚度的薄膜，其名義值往往與橢偏儀的量測值有極其高的線性（比如R-Square在0.
95以上)。但為啥不用這些機台的名義值作為參考值啊？因為這些機台本身也是以光學橢偏儀量測出來的值來調整自身工藝的，當然需要乙個第三方公證，也就是TEM或XPS。
光學橢偏儀的原理上世紀七十年代就有了，已經非常成熟。光學橢偏儀的量測並不是像TEM一樣直接觀察，而是通過收集光訊號再通過物理建模(調節材料本身的光學色散引數與薄膜3D結構引數)來反向擬合出來的。真正決定量測精度的是硬體水平，軟體演算法，以及物理建模調參時的經驗。
硬體水平決定訊號的強弱，也就是訊雜比。軟體演算法決定在物理建模調參時的速度。因為物理建模調參是乙個最花費時間的過程:
需要人為判斷計算是過擬合還是欠擬合，需要人為判斷算出來的3D結構是否符合製程工藝，需要人為判斷材料的光學色散引數是否符合物理邏輯。
2樓：Firm
求均勻值吧所謂真空鍍膜就是置待鍍資料和被鍍基板於真空室內，選用必定辦法加熱待鍍資料，使之蒸騰或前進，並飛翔濺射到被鍍基板外表凝集成膜的工藝。
一、鍍膜的辦法及分類在真空條件下成膜有許多優點：可削減蒸騰資料的原子、分子在飛向基板程序中於分子的磕碰，削減氣體中的活性分子和蒸騰源資料間的化學反響（如氧化等），以及削減成膜程序中氣體分子進入薄膜中成為雜質的量，然後供給膜層的致密度、純度、堆積速率和與基板的附著力。一般真空蒸鍍要求成膜室內壓力等於或低於10-2Pa，關於蒸騰源與基板間隔較遠和薄膜質量要求很高的場合，則要求壓力更低。
首要分為一下幾類：
蒸騰鍍膜、濺射鍍膜和離子鍍。
蒸騰鍍膜：通過加熱蒸騰某種物質使其堆積在固體外表，稱為蒸騰鍍膜。這種辦法最早由M.法拉第於2023年提出，現代已成為常用鍍膜技能之一。
蒸騰物質如金屬、化合物等置於坩堝內或掛在熱絲上作為蒸騰源，待鍍工件，如金屬、陶瓷、塑料等基片置於坩堝前方。待體系抽至高真空後，加熱坩堝使其間的物質蒸騰。蒸騰物質的原子或分子以冷凝辦法堆積在基片外表。
薄膜厚度可由數百埃至數微公尺。膜厚決定於蒸騰源的蒸騰速率和時刻（或決定於裝料量），並與源和基片的間隔有關。關於大面積鍍膜，常選用旋轉基片或多蒸騰源的辦法以確保膜層厚度的均勻性。
從蒸騰源到基片的間隔應小於蒸氣分子在剩餘氣體中的均勻自由程，避免蒸氣分子與殘氣分子磕碰引起化學效果。蒸氣分子均勻動能約為0.1～0.
2電子伏。
蒸騰源有三品種型。①電阻加熱源：用難熔金屬如鎢、鉭製成舟箔或絲狀,通以電流,加熱在它上方的或置於坩堝中的蒸騰物質（圖1[蒸騰鍍膜裝置示意圖]）電阻加熱源首要用於蒸騰Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等資料。
②高頻感應加熱源：用高頻感應電流加熱坩堝和蒸騰物質。③電子束加熱源：
適用於蒸騰溫度較高（不低於2000[618-1]）的資料，即用電子束炮擊資料使其蒸騰。
蒸騰鍍膜與其他真空鍍膜辦法比較，具有較高的堆積速率，可鍍製單質和不易熱分化的化合物膜。
為堆積高純單晶膜層，可選用分子束外延辦法。成長摻雜的GaAlAs單晶層的分子束外延裝置如圖2[ 分子束外延裝置示意圖]。噴發爐中裝有分子束源，在超高真空下當它被加熱到必定溫度時，爐中元素以束狀分子流射向基片。
基片被加熱到必定溫度，堆積在基片上的分子能夠徙動，按基片晶格次第成長結晶用分子束外延法可取得所需化學計量比的高純化合物單晶膜，薄膜最慢成長速度可操控在1單層／秒。通過操控擋板,可準確地做出所需成分和結構的單晶薄膜。分子束外延法廣泛用於製作各種光整合器材和各種超晶格結構薄膜。
濺射鍍膜：用高能粒子炮擊固體外表時能使固體外表的粒子取得能量並逸出外表，堆積在基片上。濺射現象於2023年開始用於鍍膜技能，2023年今後因為前進了堆積速率而逐步用於工業出產。
常用的二極濺射裝置如圖3[ 二極濺射示意圖]。一般將欲堆積的資料製成板材——靶,固定在陰極上。基片置於正對靶面的陽極上,距靶幾厘公尺。
體系抽至高真空後充入 10-1帕的氣體（一般為氬氣），在陰極和陽極間加幾千伏電壓，南北極間即發作輝光放電。放電發作的正離子在電場效果下飛向陰極，與靶外表原子磕碰，受磕碰從靶面逸出的靶原子稱為濺射原子,其能量在1至幾十電子伏規模。濺射原子在基片外表堆積成膜。
與蒸騰鍍膜不同，濺射鍍膜不受膜材熔點的約束,可濺射W、Ta、C、Mo、WC、TiC等難熔物質。濺射化合物膜可用反響濺射法，即將反響氣體 (O、N、HS、CH等)參加Ar氣中,反響氣體及其離子與靶原子或濺射原子發作反響生成化合物（如氧化物、氮化物等）而堆積在基片上。堆積絕緣膜可選用高頻濺射法。
基片裝在接地的電極上，絕緣靶裝在對面的電極上。高頻電源一端接地，一端通過匹配網路和隔直流電容接到裝有絕緣靶的電極上。接通高頻電源後，高頻電壓不斷改動極性。
等離子體中的電子和正離子在電壓的正半周和負半周分別打到絕緣靶上。因為電子遷移率高於正離子，絕緣靶外表帶負電，在到達動態平衡時，靶處於負的偏置電位，然後使正離子對靶的濺射繼續進行。選用磁控濺射可使堆積速率比非磁控濺射前進近乙個數量級。
離子鍍：蒸騰物質的分子被電子磕碰電離後以離子堆積在固體外表，稱為離子鍍。這種技能是D.
麥托克斯於2023年提出的。離子鍍是真空蒸騰與陰極濺射技能的結合。一種離子鍍體系如圖4[離子鍍體系示意圖],將基片臺作為陰極，外殼作陽極，充入惰性氣體（如氬）以發作輝光放電。
從蒸騰源蒸騰的分子通過等離子區時發作電離。正離子被基片台負電壓加快打到基片外表。未電離的中性原子（約佔蒸騰料的95％）也堆積在基片或真空室壁外表。
電場對離化的蒸氣分子的加快效果（離子能量約幾百～幾千電子伏）和氬離子對基片的濺射清洗效果，使膜層附著強度大大前進。離子鍍工藝歸納了蒸騰（高堆積速率）與濺射（傑出的膜層附著力）工藝的特色，並有很好的繞射性，可為形狀雜亂的工件鍍膜。
二、薄膜厚度的丈量隨著科技的前進和精細儀器的使用，薄膜厚度丈量辦法有許多，依照丈量的辦法分能夠分為兩類：直接丈量和間接丈量。直接丈量指使用丈量儀器，通過觸控（或光觸控）直接感應出薄膜的厚度。
常見的直接法丈量有：螺旋測微法、精細輪廓掃瞄法（台階法）、掃瞄電子顯微法（SEM）；
間接丈量指依據必定對應的物理關係，將相關的物理量通過核算轉化為薄膜的厚度，然後到達丈量薄膜厚度的意圖。
常見的間接法丈量有：稱量法、電容法、電阻法、等厚幹與法、變角幹與法、橢圓偏振法。依照丈量的原理可分為三類：稱量法、電學法、光學法。
常見的稱量法有：天平法、石英法、原子數測定法；
常見的電學法有：電阻法、電容法、渦流法；
常見的光學辦法有：等厚幹與法、變角幹與法、光吸收法、橢圓偏振法。
下面簡略介紹三種：
1. 幹與顯微鏡法干與條紋距離Δ0，條紋移動Δ，台階高為t=(Δ/Δ0 )*0.5λ，測出Δ0 和Δ，即可，其間λ為單色光波長，如用白光，λ取 530nm。
2. 稱重法假如薄膜面積A，密度ρ和質量m能夠被準確測定的話，膜厚t就能夠核算出來：
d=m/Aρ。
3 石英晶體振盪器法廣泛使用於薄膜澱積程序中厚度的實時丈量，首要使用於澱積速度，厚度的監測，還能夠反過來（與電子技能結合）操控物質蒸騰或濺射的速率，然後完成關於澱積程序的自動操控。
關於薄膜製作商而言，產品的厚度均勻性是最重要的目標之一，想要有效地操控資料厚度，厚度測驗裝置是必不可少的，可是具體要挑選哪一類測厚裝置還需依據軟包材的品種、廠商對厚度均勻性的要求、以及裝置的測驗規模等要素而定。
三、真空鍍膜機保養常識：
1. 封閉幫浦加熱體系，然後別離蒸鍍室（首要清潔塵埃，於蒸鍍殘渣）
2. 封閉電源或程式打入保護狀況
3. 清潔捲繞體系（幾個滾軸，方阻探頭，光密度丈量器）
4. 清潔中罩室（面板四周）
5. 幫浦體系冷卻後開啟清潔（留意千萬不能掉入雜物，檢視幫浦油使用時刻與量計做出替換或新增處理）
6. 檢視重冷與電氣櫃裝置這次實習給了我們了解了鍍膜技能的原理、技能，使我們了解了工廠的出產，感覺很新穎，收成許多。
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