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)
當(dāng)膜的厚度e與波長A不可比擬時,有下列情況出現(xiàn):(1)膜厚e遠遠大于波長^時,由于由同一波列分解出來的2列波的光程差已超過相干民度.因而不能相遇,故不能發(fā)生干涉…,沒有明紋或暗紋出現(xiàn).(2)膜厚e遠遠小于波長^時,相干條件(1),(2)式中e一0,2相干光束之間的光程差已主要受半波損失d7的影響,而膜厚e和入射角i實際上對光程差已沒有貢獻.若半波損失∥存在,就發(fā)生相消干涉,反之,就發(fā)生相長干涉…,故觀察到的要么全是明紋,要么全是暗紋. 白光干涉膜厚儀需要進行校準(zhǔn),并選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品。高精度膜厚儀招商加盟
晶圓對于半導(dǎo)體器件至關(guān)重要,膜厚是影響晶圓物理性質(zhì)的重要參數(shù)之一。通常對膜厚的測量有橢圓偏振法、探針法、光學(xué)法等,橢偏法設(shè)備昂貴,探針法又會損傷晶圓表面。利用光學(xué)原理進行精密測試,一直是計量和測試技術(shù)領(lǐng)域中的主要方法之一,在光學(xué)測量領(lǐng)域,基于干涉原理的測量系統(tǒng)已成為物理量檢測中十分精確的系統(tǒng)之一。光的干涉計量與測試本質(zhì)是以光波的波長作為單位來進行計量的,現(xiàn)代的干涉測試與計量技術(shù)已能達到一個波長的幾百分之一的測量精度,干涉測量的更大特點是它具有更高的靈敏度(或分辨率)和精度,。而且絕大部分干涉測試都是非接觸的,不會對被測件帶來表面損傷和附加誤差;測量對象較廣,并不局限于金屬或非金屬;可以檢測多參數(shù),如:長度、寬度、直徑、表面粗糙度、面積、角度等。測膜厚 膜厚儀隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和拓展。
自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來,人們開始在理論和實驗上進行探討和研究。結(jié)果表明,動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,可應(yīng)用于光學(xué)信號處理和加密領(lǐng)域。本文提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案,可應(yīng)用于當(dāng)兩光程差非常小導(dǎo)致干涉光譜只有一個干涉峰的信號解調(diào),實現(xiàn)納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中,當(dāng)干涉光程差超過光源相干長度時,仍然可以觀察到干涉條紋。這種現(xiàn)象是因為白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加,每一列單色光的相干長度都是無限的。當(dāng)使用光譜儀接收干涉光譜時,由于光譜儀光柵的分光作用,寬光譜的白光變成了窄帶光譜,導(dǎo)致相干長度發(fā)生變化。
作為重要元件,薄膜通常以金屬、合金、化合物、聚合物等為主要基材,品類涵蓋了光學(xué)膜、電隔膜、阻隔膜、保護膜、裝飾膜等多種功能性薄膜,廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代光學(xué)、電子、醫(yī)療、能源、建材等技術(shù)領(lǐng)域。常用薄膜的厚度范圍從納米級到微米級不等。納米和亞微米級薄膜主要是基于干涉效應(yīng)調(diào)制的光學(xué)薄膜,包括各種增透增反膜、偏振膜、干涉濾光片和分光膜等。部分薄膜經(jīng)過特殊工藝處理后還具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等特性,對于通訊、顯示、存儲等領(lǐng)域內(nèi)光學(xué)儀器的質(zhì)量起決定性作用,例如平面顯示器使用的ITO鍍膜、太陽能電池表面的SiO2減反射膜等。微米級以上的薄膜以工農(nóng)業(yè)薄膜為主,多使用聚酯材料,具有易改性、可回收、適用范圍廣等特點。例如6微米厚度以下的電容器膜,20微米厚度以下的大部分包裝印刷用薄膜,25~38微米厚的建筑玻璃貼膜及汽車貼膜,以及25~65微米厚度的防偽標(biāo)牌及拉線膠帶等。微米級薄膜利用其良好的延展性、密封性、絕緣性等特性遍及食品包裝、表面保護、磁帶基材、感光儲能等應(yīng)用市場,加工速度快,市場占比高。白光干涉膜厚儀是用于測量薄膜厚度的一種儀器,可用于透明薄膜和平行表面薄膜的測量。
本文溫所研究的鍺膜厚度約300nm,導(dǎo)致其白光干涉輸出光譜只有一個干涉峰,此時常規(guī)基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案(如峰峰值法等)將不再適用。為此,我們提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案,并設(shè)計搭建了膜厚測量系統(tǒng)。溫度測量實驗結(jié)果表明,峰值波長與溫度變化之間具有良好的線性關(guān)系。利用該測量方案,我們測得實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,實驗誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移。通過對納米級薄膜厚度的測量方案研究,實現(xiàn)了對鍺膜和金膜的厚度測量。本文主要的創(chuàng)新點是提出了白光干涉單峰值波長移動的解調(diào)方案,并將其應(yīng)用于極短光程差的測量。可測量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。高精度膜厚儀招商加盟
操作需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗,需要進行充分的培訓(xùn)和實踐。高精度膜厚儀招商加盟
通過白光干涉理論分析,詳細介紹了白光垂直掃描干涉技術(shù)和白光反射光譜技術(shù)的基本原理,并完成了應(yīng)用于測量靶丸殼層折射率和厚度分布實驗裝置的設(shè)計和搭建。該實驗裝置由白光反射光譜探測模塊、靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊、三維運動模塊和氣浮隔震平臺等組成,能夠?qū)崿F(xiàn)對靶丸的負(fù)壓吸附、靶丸位置的精密調(diào)整以及360°范圍的旋轉(zhuǎn)和特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測量?;诎坠獯怪睊呙韪缮婧桶坠夥瓷涔庾V的基本原理,提出了一種聯(lián)合使用的靶丸殼層折射率測量方法。該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學(xué)厚度,利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測量光線通過靶丸殼層后的光程增量,從而可以計算得到靶丸的折射率和厚度數(shù)據(jù)。高精度膜厚儀招商加盟