白光掃描干涉法采用白光為光源，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)參考鏡進(jìn)行掃描，干涉條紋掃過(guò)被測(cè)面，通過(guò)感知相干峰位置來(lái)獲得表面形貌信息。對(duì)于薄膜的測(cè)量，上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過(guò)一次測(cè)量得到，但是由于薄膜上下表面的反射，會(huì)使提取出來(lái)的白光干涉信號(hào)出現(xiàn)雙峰形式，變得更復(fù)雜。另外，由于白光掃描法需要掃描過(guò)程，因此測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)而且易受外界干擾?；趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)雙峰干涉信號(hào)的自動(dòng)分離，實(shí)現(xiàn)了薄膜厚度的測(cè)量。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以對(duì)薄膜的各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量和分析。高精度膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)
在納米量級(jí)薄膜的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)中，薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計(jì)和制備過(guò)程中的重要參數(shù)，是決定薄膜性質(zhì)和性能的基本參量之一，它對(duì)于薄膜的力學(xué)、光學(xué)和電磁性能等都有重要的影響[3]。但是由于納米量級(jí)薄膜的極小尺寸及其突出的表面效應(yīng)，使得對(duì)其厚度的準(zhǔn)確測(cè)量變得困難。經(jīng)過(guò)眾多科研技術(shù)人員的探索和研究，新的薄膜厚度測(cè)量理論和測(cè)量技術(shù)不斷涌現(xiàn)，測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)到自動(dòng)，有損到無(wú)損測(cè)量。由于待測(cè)薄膜材料的性質(zhì)不同，其適用的厚度測(cè)量方案也不盡相同。對(duì)于厚度在納米量級(jí)的薄膜，利用光學(xué)原理的測(cè)量技術(shù)應(yīng)用。相比于其他方法，光學(xué)測(cè)量方法因?yàn)榫哂芯雀?，速度快，無(wú)損測(cè)量等優(yōu)勢(shì)而成為主要的檢測(cè)手段。其中具有代表性的測(cè)量方法有干涉法，光譜法，橢圓偏振法，棱鏡耦合法等。品牌膜厚儀產(chǎn)品原理白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以通過(guò)對(duì)干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的形貌變化的測(cè)量和分析。
薄膜干涉原理根據(jù)薄膜干涉原理…，當(dāng)波長(zhǎng)為^的單色光以人射角f從折射率為n．的介質(zhì)入射到折射率為n：、厚度為e的介質(zhì)膜面(見(jiàn)圖1)時(shí)，干涉明、暗紋條件為：
2e(n22一n12sin2i)1/2＋δ’=kλ，k=1,2,3,4,5...(1)
2e(n22一n12sin2i)1/2＋δ’=（2k＋1）λ/2，k=0，1,2,3,4...（2）
E式中k為干涉條紋級(jí)次；δ’為半波損失．
普通物理教材中討論薄膜干涉問(wèn)題時(shí)，均近似地認(rèn)為，δ’是指入射光波在光疏介質(zhì)中前進(jìn)，遇到光密介質(zhì)i的界面時(shí)，在不超過(guò)臨界角的條件下，不論人射角的大小如何，在反射過(guò)程中都將產(chǎn)生半個(gè)波長(zhǎng)的損失(嚴(yán)格地說(shuō)， 只在掠射和正射情況下反射光的振動(dòng)方向與入射光的振動(dòng)方向才幾乎相反)，故δ’是否存在決定于n1,n2,n3大小的比較。當(dāng)膜厚e一定，而入射角j可變時(shí)，干涉條紋級(jí)次^隨f而變，即同樣的人射角‘對(duì)應(yīng)同一級(jí)明紋(或暗紋)，叫等傾干涉，如以不同的入射角入射到平板介質(zhì)上．當(dāng)入射角￡一定，而膜厚?？勺儠r(shí)，干涉條紋級(jí)次隨。而變，即同樣的膜厚e對(duì)應(yīng)同一級(jí)明紋(或暗紋)。叫等厚干涉，如劈尖干涉和牛頓環(huán)．
在初始相位為零的情況下，當(dāng)被測(cè)光與參考光之間的光程差為零時(shí)，光強(qiáng)度將達(dá)到最大值。為探測(cè)兩個(gè)光束之間的零光程差位置，需要精密Z軸向運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)載物臺(tái)，垂直掃描過(guò)程中，用探測(cè)器記錄下干涉光強(qiáng)，可得白光干涉信號(hào)強(qiáng)度與Z向掃描位置（兩光束光程差）之間的變化曲線。干涉圖像序列中某波長(zhǎng)處的白光信號(hào)強(qiáng)度隨光程差變化示意圖，曲線中光強(qiáng)極大值位置即為零光程差位置，通過(guò)零過(guò)程差位置的精密定位，即可實(shí)現(xiàn)樣品表面相對(duì)位移的精密測(cè)量；通過(guò)確定最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置可獲得被測(cè)樣品表面的三維高度。可以配合不同的軟件進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理，例如建立數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。
白光干涉頻域解調(diào)是利用頻域分析解調(diào)信號(hào)的一種方法。與時(shí)域解調(diào)裝置相比，測(cè)量裝置幾乎相同，只需將光強(qiáng)測(cè)量裝置更換為光譜儀或CCD。由于時(shí)域解調(diào)中接收到的信號(hào)是一定范圍內(nèi)所有波長(zhǎng)光強(qiáng)疊加，因此將頻譜信號(hào)中各個(gè)波長(zhǎng)的光強(qiáng)疊加起來(lái)即可得到它對(duì)應(yīng)的時(shí)域接收信號(hào)。因此，頻域的白光干涉條紋不僅包含了時(shí)域白光干涉條紋的所有信息，而且包括了時(shí)域干涉條紋中沒(méi)有的波長(zhǎng)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(zhǎng)度時(shí)，仍然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，可以將寬譜光變成窄帶光譜，從而增加光譜的相干長(zhǎng)度。這種解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中沒(méi)有使用機(jī)械掃描部件，因此在測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性方面得到了顯著提高。常見(jiàn)的頻域解調(diào)方法包括峰峰值檢測(cè)法、傅里葉解調(diào)法和傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于半導(dǎo)體制造中的薄膜厚度控制。國(guó)產(chǎn)膜厚儀推薦
膜厚儀依賴(lài)于膜層和底部材料的反射率和相位差來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。高精度膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)量的一個(gè)重要方向，此項(xiàng)技術(shù)主要是利用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量。通過(guò)分析被測(cè)物體的光譜特性，就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù)，它不需要大量的掃描過(guò)程，因此提高了測(cè)量效率，而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白干干涉光譜法是基于頻域干涉的理論，采用白光作為寬波段光源，經(jīng)過(guò)分光棱鏡，被分成兩束光，這兩束光分別入射到參考鏡和被測(cè)物體，反射回來(lái)后經(jīng)過(guò)分光棱鏡合成后，由色散元件分光至探測(cè)器，記錄頻域上的干涉信號(hào)。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息，如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜，則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來(lái)，形成了一種精度高而且速度快的測(cè)量方法。高精度膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)