薄膜的检测方法与流程

技术特征：
1.一种薄膜的检测方法，其特征在于，包括：向待测薄膜的第一表面提供功率不同的第一激光脉冲激发信号和第二激光脉冲激发信号，以在所述待测薄膜中激发第一超声波和第二超声波；其中，所述待测薄膜包括相对的所述第一表面和第二表面；获取所述第一超声波在所述待测薄膜中传播的第一信号谱，以及所述第二超声波在所述待测薄膜中传播的第二信号谱；根据所述第一信号谱和所述第二信号谱，确定所述第一超声波在所述待测薄膜中传播产生的多个回波的信号幅值随回波到达时间的第一衰减系数、所述第二超声波在所述待测薄膜中传播产生的多个回波的信号幅值随回波到达时间的第二衰减系数，以及所述第一超声波或第二超声波产生的至少一回波的信号幅值和回波到达时间；其中，所述回波为所述第一超声波或所述第二超声波经所述第二表面反射后回到所述第一表面的波；根据所述第一衰减系数、所述第二衰减系数，以及所述至少一回波的信号幅值和回波到达时间，确定超声波在所述待测薄膜中传播的平均声速；根据所述平均声速和所述回波到达时间，确定所述待测薄膜的厚度。2.根据权利要求1所述的薄膜的检测方法，其特征在于，所述根据所述第一衰减系数、所述第二衰减系数，以及所述至少一回波的信号幅值和回波到达时间，确定超声波在所述待测薄膜中传播的平均声速，包括：建立以平均声速为因变量，所述第一衰减系数、所述第二衰减系数，以及所述至少一所述回波的信号幅值和回波到达时间为自变量的第一线性回归方程；将所述待测薄膜的所述第一衰减系数、所述第二衰减系数，以及所述至少一所述回波的信号幅值和回波到达时间代入所述第一线性回归方程，计算出超声波在所述待测薄膜中传播的平均声速。3.根据权利要求2所述的薄膜的检测方法，其特征在于，所述建立以平均声速为因变量，所述第一衰减系数、所述第二衰减系数，以及所述至少一所述回波的信号幅值和回波到达时间为自变量的第一线性回归方程，包括：建立以平均声速为因变量，所述第一衰减系数、所述第二衰减系数，以及所述至少一所述回波的信号幅值和回波到达时间为自变量的第一线性回归模型；向多个不同密度和/或厚度的校准薄膜的第一表面提供第一激光脉冲激发信号和第二激光脉冲激发信号，以在每一所述校准薄膜中激发第一超声波和第二超声波；并分别获取所述第一超声波和所述第二超声波在每一所述校准薄膜中传播的第一校准信号谱和第二校准信号谱；根据每一所述校准薄膜的所述第一校准信号谱和所述第二校准信号谱，确定所述第一超声波在所述校准薄膜中传播产生的多个回波的信号幅值随回波到达时间的第一衰减系数、所述第二超声波在所述校准薄膜中传播产生的多个回波的信号幅值随回波到达时间的第二衰减系数，以及所述第一超声波或第二超声波产生的至少一回波的信号幅值和回波到达时间；获取每一所述校准薄膜的厚度，并根据每一所述校准薄膜的厚度和所述回波到达时间，确定出超声波在每一所述校准薄膜中传播的声速；根据每一所述校准薄膜对应的所述声速、所述第一衰减系数、所述第二衰减系数，以及
所述至少一回波的信号幅值和回波到达时间，确定所述第一线性回归模型的第一回归系数，得到所述第一线性回归方程。4.根据权利要求1所述的薄膜的检测方法，其特征在于，所述获取所述第一超声波在所述待测薄膜中传播的第一信号谱，包括：从提供所述第一激光脉冲激发信号的时刻开始，在延迟预设时长后向所述第一表面提供激光脉冲探测信号，所述激光脉冲探测信号与所述第一激光脉冲激发信号以不同的角度射入至所述第一表面；检测所述激光脉冲探测信号从所述第一表面反射的反射信号；根据所述反射信号的信号谱，确定所述第一超声波在所述待测薄膜中传播的第一信号谱。5.根据权利要求1所述的薄膜的检测方法，其特征在于，所述根据所述第一信号谱和所述第二信号谱，确定所述第一超声波在所述待测薄膜中传播产生的多个回波的信号幅值随回波到达时间的第一衰减系数、所述第二超声波在所述待测薄膜中传播产生的多个回波的信号幅值随回波到达时间的第二衰减系数，包括：根据所述第一信号谱，确定所述第一超声波在所述待测薄膜中传播产生的一次回波和二次回波的信号幅值随回波到达时间的第一衰减系数；根据所述第二信号谱，确定所述第二超声波在所述待测薄膜中传播产生的一次回波和二次回波的信号幅值随回波到达时间的第二衰减系数。6.根据权利要求1所述的薄膜的检测方法，其特征在于，所述获取所述第一超声波在所述待测薄膜中传播的第一信号谱，以及所述第二超声波在所述待测薄膜中传播的第二信号谱的步骤之后，所述方法还包括：根据所述第一信号谱，确定所述第一超声波中在所述第一表面以下预设深度的膜体内传播的表面波的至少两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间；或者，根据所述第二信号谱，确定所述第二超声波中在所述第一表面以下预设深度的膜体内传播的表面波的至少两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间；其中，所述预设深度小于所述待测薄膜的第一表面至第二表面的厚度；根据所述表面波的至少两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间，确定所述表面波在所述第一表面以下预设深度的膜体内传播的表面声速；计算所述表面声速和所述平均声速的比值；其中，所述比值表征所述待测薄膜的物理性质。7.根据权利要求6所述的薄膜的检测方法，其特征在于，所述根据所述表面波的至少两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间，确定所述超声波在所述待测薄膜表层传播的表面声速，包括：建立以表面声速为因变量，所述表面波的至少两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间为自变量的第二线性回归方程；将所述待测薄膜的表面波的至少两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间代入所述第二线性回归方程，计算出所述表面波在所述待测薄膜表层中传播的表面声速。8.根据权利要求7所述的薄膜的检测方法，其特征在于，所述建立以表面声速为因变量，所述表面波的至少两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间为自变量的第二线性
回归方程，包括：建立以表面声速为因变量，所述表面波的至少两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间为自变量的第二线性回归模型；向多个不同密度和/或厚度的校准薄膜的第一表面提供第一激光脉冲激发信号，以在所述校准薄膜中激发第一超声波；并获取所述第一超声波在每一所述校准薄膜中传播的第一校准信号谱；根据多个所述第一校准信号谱，确定所述第一超声波在每一所述校准薄膜中传播产生的回波的回波到达时间，以及所述第一超声波中表面波的至少两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间；获取多个所述校准薄膜的厚度，并根据每一所述校准薄膜的厚度和所述回波到达时间，确定出超声波在每一所述校准薄膜中的声速；根据每一所述校准薄膜对应的所述声速，以及所述表面波的至少两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间，确定所述第二线性回归模型的第二回归系数，得到第二线性回归方程。9.根据权利要求6所述的薄膜的检测方法，其特征在于，所述两个波峰和/或波谷到达所述第一表面的时间包括第一波谷到达所述第一表面的第一到达时间，以及第一波峰到达所述第一表面的第二到达时间。10.根据权利要求1所述的薄膜的检测方法，其特征在于，所述待测薄膜包括碳膜。11.根据权利要求1所述的薄膜的检测方法，其特征在于，所述第一激光脉冲激发信号包括飞秒激光束；和/或，所述第二激光脉冲激发信号包括飞秒激光束。

技术总结
本申请实施例公开了一种薄膜的检测方法，包括：向待测薄膜的第一表面提供功率不同的第一激光脉冲激发信号和第二激光脉冲激发信号，以在待测薄膜中激发第一超声波和第二超声波；分别获取第一超声波和第二超声波在待测薄膜中传播的第一信号谱和第二信号谱；根据第一信号谱和第二信号谱，确定第一超声波在待测薄膜中传播产生的多个回波的信号幅值随回波到达时间的第一衰减系数、第二超声波对应的第二衰减系数，以及第一超声波或第二超声波的至少一回波的信号幅值和回波到达时间；根据第一衰减系数、第二衰减系数，以及至少一回波的信号幅值和回波到达时间，确定超声波在待测薄膜中传播的平均声速；根据平均声速和回波到达时间，确定待测薄膜的厚度。确定待测薄膜的厚度。确定待测薄膜的厚度。


技术研发人员：李辉 王凌
受保护的技术使用者：长江存储科技有限责任公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/22