[发明专利]一种利用近场微波检验薄膜厚度的方法及装置

权利要求书

1.一种利用近场微波检验薄膜厚度的方法，其检验装置包括载物基片、谐振腔及与谐振腔耦合的探针，探针位于载物基片上方，探针的针尖朝向载物基片，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，纵向移动载物基片与探针的针尖之间的距离至固定距离d₀，近场微波系统空载时的谐振频率记为f₀；

步骤2，在步骤1近场微波系统基础上，放置第一标准样品于载物基片，第一标准样品位于载物基片与探针的针尖之间，第一标准样品的厚度为d₁，测得近场微波系统的第一谐振频率为f₁，第一谐振频率变化量为Δf₁＝f₁-f₀；

步骤3，按照步骤2的方式，放置第二标准样品于载物基片，测得近场微波系统的第二谐振频率为f₂，第二谐振频率变化量为Δf₂＝f₂-f₀；然后，放置第三标准样品于载物基片，测得近场微波系统的第三谐振频率为f₃，第三谐振频率变化量为Δf₃＝f₃-f₀；…，依此类推，放置第n标准样品于载物基片，测得近场微波系统的第n谐振频率为f_n，第n谐振频率变化量为Δf_n＝f_n-f₀；其中，第二标准样品、第三标准样品、…、第n标准样品的厚度依次分别对应为d₂、d₃、…、d_n，n为正整数；

步骤4，基于d₁、d₂、…、d_n以及Δf₁、Δf₂、…、Δf_n，通过数据插值的拟合方式，得到Δf＝Δf(d)曲线；其中，Δf表示谐振频率变化量，d表示标准样品的厚度；

步骤5，测试样品的目标厚度为d_t，其中，d_t∈[d_min,d_max]，d_min为允许的最小厚度，d_max为允许的最大厚度；基于步骤4中Δf＝Δf(d)曲线，得到允许的最小谐振频率变化量Δf_min＝Δf(d_min)和允许的最大谐振频率变化量Δf_max＝Δf(d_max)；

步骤6，按照步骤2的方式，放置测试样品K于载物基片，测得近场微波系统的谐振频率为f_K，测试样品K对应的谐振频率变化量为Δf_K＝f_K-f₀；如果Δf_min≤Δf_K≤Δf_max，则测试样品K通过检验。

2.根据权利要求1所述利用近场微波检验薄膜厚度的方法，其特征在于，d₀的确定方法为：

探针置于载物基片上方，并且载物基片上没有放置样品，纵向向探针方向移动载物基片，使得载物基片和探针的针尖之间的距离小于或等于百分之一波长时停止移动，此时载物基片和探针的针尖之间的距离等于h₁；继续纵向向探针方向移动载物基片，使得载物基片和探针的针尖之间的距离等于h₂为止；令距离差Δh＝h₁-h₂；然后，探针置于没有放置样品的载物基片上方，此时d₀等于(2～100)Δh。

3.根据权利要求1所述利用近场微波检验薄膜厚度的方法，其特征在于，所述谐振腔为四分之一波长同轴谐振腔。

4.根据权利要求1所述利用近场微波检验薄膜厚度的方法，其特征在于，所述探针为金属探针。