本文主要以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對象，研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實現(xiàn)納米級薄膜厚度準(zhǔn)確測量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測量方法也不同。半導(dǎo)體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點，選擇采用白光干涉的測量方法；而厚度更薄的金膜的折射率為復(fù)數(shù)，且能激發(fā)明顯的表面等離子體效應(yīng)，因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法；為了進(jìn)一步改善測量的精度，論文還研究了外差干涉測量法，通過引入高精度的相位解調(diào)手段，檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進(jìn)一步提高。高精度膜厚儀標(biāo)價
用峰峰值法處理光譜數(shù)據(jù)時，被測光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率。我們只需要獲取相鄰的兩個干涉峰值處的波長信息，即可確定光程差，不必關(guān)心此波長處的光強(qiáng)大小，從而降低了數(shù)據(jù)處理難度。此外，也可以利用多組相鄰干涉光譜極值對應(yīng)的波長分別求出光程差，然后再求平均值作為測量結(jié)果，以提高該方法的測量精度。但是，峰峰值法存在著一些缺點：當(dāng)使用寬帶光源時，不可避免地會有與光源同分布的背景光疊加在接收光譜中，從而引起峰值處波長的改變，從而引入測量誤差。同時，當(dāng)兩干涉信號之間的光程差很小，導(dǎo)致其干涉光譜只有一個干涉峰時，此法便不再適用。高速膜厚儀推薦白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜表面形貌的測量。
光學(xué)測厚方法結(jié)合了光學(xué)、機(jī)械、電子和計算機(jī)圖像處理技術(shù)，以光波長為測量基準(zhǔn)，從原理上保證了納米級的測量精度。由于光學(xué)測厚是非接觸式的測量方法，因此被用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。針對薄膜厚度的光學(xué)測量方法，可以按照光吸收、透反射、偏振和干涉等不同光學(xué)原理分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法各有優(yōu)缺點和適用范圍。因此，有一些研究采用了多通道式復(fù)合測量法，結(jié)合多種測量方法，例如橢圓偏振法和光度法結(jié)合的光譜橢偏法，彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結(jié)合法等。
白光干涉頻域解調(diào)顧名思義是在頻域分析解調(diào)信號，測量裝置與時域解調(diào)裝置幾乎相同，只需把光強(qiáng)測量裝置換為CCD或者是光譜儀，接收到的信號是光強(qiáng)隨著光波長的分布。由于時域解調(diào)中接收到的信號是一定范圍內(nèi)所有波長的光強(qiáng)疊加，因此將頻譜信號中各個波長的光強(qiáng)疊加，即可得到與它對應(yīng)的時域接收信號。由此可見，頻域的白光干涉條紋不僅包含了時域白光干涉條紋的所有信息，還包含了時域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中，當(dāng)兩束相干光的光程差遠(yuǎn)大于光源的相干長度時，仍可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內(nèi)部的光柵具有分光作用，能夠?qū)捵V光變成窄帶光譜，從而增加了光譜的相干長度。這一解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點就是在整個測量系統(tǒng)中沒有使用機(jī)械掃描部件，從而在測量的穩(wěn)定性和可靠性上得到很大的提高。常見的頻域解調(diào)方法有峰峰值檢測法、傅里葉解調(diào)法以及傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的非接觸式測量。
微納制造技術(shù)的發(fā)展推動著檢測技術(shù)進(jìn)入微納領(lǐng)域，微結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)作為微納器件的重要部分，在半導(dǎo)體、航天航空、醫(yī)學(xué)、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于微小和精細(xì)的特征，傳統(tǒng)的檢測方法無法滿足要求。白光干涉法被廣泛應(yīng)用于微納檢測領(lǐng)域，具有非接觸、無損傷、高精度等特點。另外，光譜測量具有高效率和測量速度快的優(yōu)點。因此，這篇文章提出了一種白光干涉光譜測量方法，并構(gòu)建了相應(yīng)的測量系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的白光掃描干涉方法，這種方法具有更強(qiáng)的環(huán)境噪聲抵御能力，并且測量速度更快。膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來實現(xiàn)這一目的。膜厚儀產(chǎn)品原理
膜厚儀的干涉測量能力較高，可以提供精確和可信的膜層厚度測量結(jié)果。高精度膜厚儀標(biāo)價
由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對系統(tǒng)的測量量程和精度的需求不盡相同，因而多種測量方法各有優(yōu)劣，難以一概而論。，按照薄膜厚度的增加，適用的測量方式分別為分光光度法、橢圓偏振法、共聚焦法和干涉法。對于小于1μm的較薄薄膜，白光干涉輪廓儀的測量精度較低，分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對于小于200nm的薄膜，由于透過率曲線缺少峰谷值，橢圓偏振法結(jié)果更加可靠?；诎坠飧缮嬖淼墓鈱W(xué)薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜，通過使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣，得到待測薄膜厚度。本章在詳細(xì)研究白光干涉測量技術(shù)的常用解調(diào)方案、解調(diào)原理及其局限性的基礎(chǔ)上，分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調(diào)方案不適用于極短光程差測量的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調(diào)技術(shù)。高精度膜厚儀標(biāo)價