实测案例——通过白光反射光谱法（WLRS）测量厚膜的厚度均匀性

目标：在反射性基底上对厚膜的厚度及其均匀性进行精确测量。

手段与方法： 引入白光反射光谱法（WLRS）用于测量厚的透明薄膜的厚度及其均匀性。所有测量均使用FR-Basic设备完成，其工作光谱范围为400-1000纳米。样品为通过旋涂工艺在硅片上涂覆热氧化二氧化硅（thermal SiO?）和SU-8薄膜的材料。参考测量中使用了标准硅片作为对照。

结果： 薄膜厚度的均匀性在很大程度上取决于薄膜的制备方法。使用低速旋涂高粘度溶液容易导致薄膜厚度不均匀，而热氧化或化学气相沉积（CVD）等工艺则能够获得均匀的薄膜。

在图1和图2中展示了对3.0微米厚的SiO?薄膜的厚度测量结果。由于采用了热氧化工艺，其厚度不均匀性为零（见图2）。

在图3至图6中展示了通过旋涂法制备的厚SU-8薄膜的厚度测量结果。对于10微米厚的SU-8薄膜，在约350微米直径的测量区域内，厚度不均匀性为12纳米（见图4），而50微米厚的SU-8薄膜的不均匀性则为131纳米（见图6）。这是因为在制备10微米薄膜时采用了粘度更低的溶液并在更高的转速下进行旋涂，因此不均匀性显著降低。

图1说明： 来自约3微米厚SiO?薄膜的实验与拟合反射光谱，未提及均匀性。黑色线条表示实验测得的反射光谱，红色线条表示拟合得到的反射光谱。

图2说明： 来自约3微米厚SiO?薄膜的实验与拟合反射光谱。计算结果显示其厚度不均匀性为零。

图3说明： 来自约10微米厚SU-8薄膜的实验与拟合反射光谱，未考虑厚度不均匀性。

图4说明： 来自约10微米厚SU-8薄膜的实验与拟合反射光谱，考虑了厚度不均匀性。

图5说明： 假设厚度均匀（即不均匀性为零）的情况下，对约50微米厚的SU-8薄膜进行白光反射光谱测量与拟合的结果。

图6说明： 对约50微米厚的SU-8薄膜进行白光反射光谱测量与拟合的结果，厚度不均匀性被精确计算。

结论： 薄膜厚度及其厚度均匀性的精确测量得到了验证。