图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Invited speech微纳金属薄膜厚度在线检测及多参量同步感知器件研究

编号：536 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-25 19:19:16 浏览：378次收藏取消收藏

2024-05-12 08:00

20min

[L2] 论坛11：表面工程应用技术B [L2-1] 论坛11B上午场

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摘要

微纳金属薄膜因其自身光、电、磁和力等性质，在集成电路（IC）和柔性电子器件等诸多前沿技术领域广泛应用。厚度是决定金属薄膜性能的重要参数之一，在薄膜制造过程中必须精确控制。因此，发展高精度金属薄膜厚度在线测量技术具有积极意义。相比四探针法等其他金属薄膜厚度测量方式，电涡流法因其响应速度快，测量精度高以及非接触无损等优势，可有效解决纳米级金属薄膜厚度在线检测问题。随着微纳制造水平提高，特别是IC技术快速发展，对金属薄膜厚度检测精度已提出更高要求。针对高精度电涡流传感器优化设计瓶颈，纳米级金属薄膜厚度变化所引起的敏感元件输出变化微弱，易受到环境温度变化影响，本文建立了多物理场耦合作用下的电涡流法检测模型，揭示了温度对电涡流线圈输出阻抗在测量过程中的影响规律。结果表明，在0-1500nm铜膜厚度范围内，线圈输出阻抗随厚度与环境温度（20-100℃）均呈一定线性单调变化。同时，提出了一种铜膜厚度-温度解耦计算方法，可有效分离温度对输出的影响，并综合考虑线性度和测量精度，设计了分区线性标定曲面。在上述研究工作基础上，面向摩擦副油膜多场参数同步测量技术需求，利用电涡流法，进一步开展了润滑油膜厚度和温度同步感知器件设计，可为复杂工况下摩擦副润滑油膜空间分布及其状态时变规律提供必需的可靠检测手段。