薄膜厚度测量
简 介
工业生产的薄膜，其厚度是一个重要的参数。在实际的应用中，测量薄膜的厚度的方法有很多。本文根据薄膜材料不同的物理特性，对测量的方法进行归类，介绍了各种测量方法的原理，分析了部分测量方法的优缺点，总结了一些测量方法在实际中的应用。
关键词薄膜; 厚度; 测量; 方法; 光学; 非光学
什么是薄膜当一个方向的长度比其它两个方向的长度小时，这种结构称之为薄膜。
什么是薄膜厚度通常情况下，薄膜的厚度指的是基片表面和薄膜表面的距离，而实际上，薄膜的表面是不平整，不连续的，且薄膜内部存在着针孔、微裂纹、纤维丝、杂质、晶格缺陷和表面吸附分子等。因此薄膜的厚度大至可以分成三类：形状厚度，质量厚度，物性厚度。形状厚度指的是基片表面和薄膜表面的距离；质量厚度指的是薄膜的质量除以薄膜的面积得的厚度，也可以是单位面积所具有的质量（g/cm2）；物性厚度指的是根据薄膜材料的物理性质的测量，通过一定的对应关系计算而得到的厚度。
薄膜厚度测量的重要性当今微电子薄膜，光学薄膜，抗氧化薄膜，巨磁电阻薄膜，高温超导薄膜等在工业生产和人类生活中的不断应用，在工业生产的薄膜，其厚度是一个非常重要的参数，直接关系到该薄膜材料能否正常工作。如大规模集成电路的生产工艺中的各种薄膜，由于电路集成程度的不断提高，薄膜厚度的任何微小变化，对集成电路的性能都会产生直接的影响。除此之外，薄膜材料的力学性能，透光性能，磁性能，热导率，表面结构等都与厚度有着密切的联系。
薄膜厚度的测量方法随着科技的进步和精密仪器的应用，薄膜厚度的测量方法有很多，按照测量的方式分可以分为两类：直接测量和间接测量。直接测量指应用测量仪器，通过接触（或光接触）直接感应出薄膜的厚度，常见的直接法测量有：螺旋测微法、精密轮廓扫描法（台阶法）、扫描电子显微法（SEM）；间接测量指根据一定对应的物理关系，将相关的物理量经过计算转化为薄膜的厚度，从而达到测量薄膜厚度的目的。常见的间接法测量有：称量法、电容法、电阻法、等厚干涉法、变角干涉法、椭圆偏振法。按照测量的原理可分为三类：称量法、电学法、光学法。常见的称量法有：天平法、石英法、原子数测定法；常见的电学法有：电阻法、电容法、涡流法；常见的光学方法有：等厚干涉法、变角干涉法、光吸收法、椭圆偏振法。