微纳制造检测新方法：光学轮廓仪与X射线测厚实现薄膜孔隙率控制

奥加廖夫莫尔多瓦国立大学（Ogarev Mordovian State University）研究人员开发了一种用于检测和控制薄金属膜孔隙率的新方法，可服务于微电子、无线电工程、光学、激光技术、能源和机械制造等领域。

金属薄膜和涂层的性能不仅取决于材料本身，也与内部孔隙的数量、尺寸及分布密切相关。孔隙通常分为两类：相互连通的开放孔隙，以及封闭在材料内部的孤立孔隙。这些缺陷会影响涂层的导电性、致密性、机械强度、耐腐蚀性和长期稳定性。

研究团队提出的方法适用于厚度为1至50微米的金属层，能够测定同时包含开放孔隙和封闭孔隙的总孔隙率。

检测时，研究人员首先将带有圆孔的薄箔放置在待测金属层表面，并使用光学轮廓仪进行测量。通过比较圆孔区域内金属层表面与基底表面的高度轮廓，可以确定局部区域的几何厚度。

随后，使用X射线荧光测厚仪测量金属层的有效X射线厚度。研究人员根据几何厚度与有效X射线厚度之间的差异，计算或评估金属层的总孔隙率。两种测量结果的结合，使开放和封闭孔隙对涂层厚度的影响能够被综合反映出来。

该方法的一个重要优势是无需配置专用新设备。光学轮廓仪和X射线荧光测厚仪已经是许多制造企业常用的检测设备，因此可以较容易地将该方法整合到现有质量控制流程中。

对于微纳制造而言，薄金属层广泛用于芯片互连、微型传感器、电极、光学器件和激光元件。通过监测孔隙率，制造企业可以及时调整沉积、镀覆或涂层工艺，改善薄膜的致密性和一致性，从而提高器件性能与生产良率。

研究人员表示，这种基于现有仪器的检测方案具有操作简单、成本较低和适用范围广等特点，有望为微电子和激光器件制造中的薄膜工艺优化提供支持。

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原文：For laser technology and microelectronics: scientists at Ogarev Moscow State University found a way to control pores in metal coatings