光學(xué)測厚方法結(jié)合了光學(xué)、機(jī)械、電子和計(jì)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(diǎn)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。工作原理是基于膜層與底材反射率及相位差，通過測量反射光的干涉來計(jì)算膜層厚度。納米級膜厚儀企業(yè)
白光反射光譜探測模塊中，入射光經(jīng)過分光鏡1分光后，一部分光照射到靶丸表面，靶丸殼層上、下表面的反射光經(jīng)物鏡、分光鏡1、聚焦透鏡、分光鏡2后，一部分光聚焦到光纖端面并到達(dá)光譜儀探測器，實(shí)現(xiàn)了靶丸殼層白光干涉光譜的測量。另一部分光到達(dá)CCD探測器，獲得靶丸表面的光學(xué)圖像。靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊和三維運(yùn)動模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度的轉(zhuǎn)位和靶丸位置的調(diào)整。在測量過程中，將靶丸放置于軸系吸嘴前端，通過微型真空泵將其吸附于吸嘴上；然后，移動位移平臺，將靶丸移動至CCD視場中心，Z向位移臺可調(diào)整視場清晰度；利用光譜儀探測靶丸殼層的白光反射光譜；靶丸在軸系的帶動下，平穩(wěn)轉(zhuǎn)動到特定角度，為消除軸系回轉(zhuǎn)誤差所帶來的誤差，可通過調(diào)整調(diào)心結(jié)構(gòu)，使靶丸定點(diǎn)位于視場中心并采集其白光反射光譜。重復(fù)以上步驟，可實(shí)現(xiàn)靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數(shù)據(jù)的測量。為減少外界干擾和震動所引起的測量誤差，該裝置放置于氣浮平臺上，通過高性能的隔振效果，保證了測量結(jié)果的穩(wěn)定性。薄膜測厚 膜厚儀白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用至關(guān)重要。
折射率分別為1．45和1．62的2塊玻璃板，使其一端相接觸，形成67的尖劈．將波長為550nm的單色光垂直投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋，試求條紋間距。
我們可以分2種可能的情況來討論：
一般玻璃的厚度可估計(jì)為1mm的量級，這個量級相對于光的波長550nm而言，應(yīng)該算是膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長^的厚玻璃了，所以光線通過上玻璃板時應(yīng)該無干涉現(xiàn)象，同理光線通過下玻璃板時也無干涉現(xiàn)象．空氣膜厚度因劈角很小而很薄，與波長可比擬，所以光線通過空氣膜應(yīng)該有干涉現(xiàn)象，在空氣膜的下表面處有一半波損失，故光程差應(yīng)該為2n2e+λ/2．
(2)假設(shè)玻璃板厚度的量級與可見光波長量級可比擬，當(dāng)單色光垂直投射在劈尖上時，上玻璃板能滿足形成薄膜干涉的條件，其光程差為2n2e+λ/2，下玻璃板也能滿足形成薄膜于涉的條件，光程差為2n1h+λ／2，但由于玻璃板膜厚均勻，h不變，人射角i=儼也不變，故玻璃板形成的薄膜干涉為等傾又等厚干涉條紋，要么玻璃板全亮，要么全暗，它不會影響空氣劈尖干涉條紋的位置和條紋間距?？諝馀飧缮婀獬滩钊詾?n2e+λ/2，但玻璃板會影響劈尖干涉條紋的亮度對比度．
光具有相互疊加的特性，發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動加強(qiáng)，而在另一些地方振動減弱，并產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化。干涉測量需要滿足三個相干條件：頻率一致、振動方向一致、相位差穩(wěn)定一致。與激光光源相比，白光光源的相干長度較短，通常在幾微米到幾十微米內(nèi)。白光干涉的條紋有一個固定的位置，對應(yīng)于光程差為零的平衡位置，并在該位置白光輸出光強(qiáng)度具有最大值。通過探測光強(qiáng)最大值，可以實(shí)現(xiàn)樣品表面位移的精密測量。白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用于薄膜三維形貌測量和薄膜厚度精密測量等領(lǐng)域。Michelson干涉儀的光路長度支配了精度。
利用包絡(luò)線法計(jì)算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度，但還存在很多不足，包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動，要求在測量波段內(nèi)存在多個干涉極值點(diǎn)，且干涉極值點(diǎn)足夠多，精度才高。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點(diǎn)建立的，在沒有正確方法建立包絡(luò)線時，通常使用拋物線插值法建立，這樣造成的誤差較大。包絡(luò)法對測量對象要求高，如果薄膜較薄或厚度不足情況下，會造成干涉條紋減少，干涉波峰個數(shù)較少，要利用干涉極值點(diǎn)建立包絡(luò)線就越困難，且利用拋物線插值法擬合也很困難，從而降低該方法的準(zhǔn)確度。其次，薄膜吸收的強(qiáng)弱也會影響該方法的準(zhǔn)確度，對于吸收較強(qiáng)的薄膜，隨干涉條紋減少，極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線，該方法就不再適用。因此，包絡(luò)法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品?？偟膩碚f，白光干涉膜厚儀是一種在薄膜厚度測量領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的儀器。測量膜厚儀常用解決方案
精度高的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。納米級膜厚儀企業(yè)
薄膜作為一種特殊的微結(jié)構(gòu)，近年來在電子學(xué)、力學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用，薄膜的測試技術(shù)變得越來越重要。尤其是在厚度這一特定方向上，尺寸很小，基本上都是微觀可測量。因此，在微納測量領(lǐng)域中，薄膜厚度的測試是一個非常重要而且很實(shí)用的研究方向。在工業(yè)生產(chǎn)中，薄膜的厚度直接關(guān)系到薄膜能否正常工作。在半導(dǎo)體工業(yè)中，膜厚的測量是硅單晶體表面熱氧化厚度以及平整度質(zhì)量控制的重要手段。薄膜的厚度影響薄膜的電磁性能、力學(xué)性能和光學(xué)性能等，所以準(zhǔn)確地測量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù)。納米級膜厚儀企業(yè)