與激光光源相比以白光的寬光譜光源由于具有短相干長度的特點(diǎn)使得兩光束只有在光程差極小的情況下才能發(fā)生干涉因此不會產(chǎn)生干擾條紋。同時(shí)由于白光干涉產(chǎn)生的干涉條紋具有明顯的零光程差位置避免了干涉級次不確定的問題。本文以白光干涉原理為理論基礎(chǔ)對單層透明薄膜厚度測量尤其對厚度小于光源相干長度的薄膜厚度測量進(jìn)行了研究。首先從白光干涉測量薄膜厚度的原理出發(fā)、分別詳細(xì)闡述了白光干涉原理和薄膜測厚原理。接著在金相顯微鏡的基礎(chǔ)上構(gòu)建了垂直型白光掃描系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)中測試薄膜厚度的儀器并利用白光干涉原理對的位移量進(jìn)行了標(biāo)定。白光干涉膜厚儀是一種可用于測量薄膜厚度的儀器,適用于透明薄膜和平行表面薄膜的測量。原裝膜厚儀哪個品牌好
薄膜干涉原理根據(jù)薄膜干涉原理…,當(dāng)波長為^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為干涉條紋級次;δ’為半波損失.
普通物理教材中討論薄膜干涉問題時(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),在不超過臨界角的條件下,不論人射角的大小如何,在反射過程中都將產(chǎn)生半個波長的損失(嚴(yán)格地說, 只在掠射和正射情況下反射光的振動方向與入射光的振動方向才幾乎相反),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),干涉條紋級次^隨f而變,即同樣的人射角‘對應(yīng)同一級明紋(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),干涉條紋級次隨。而變,即同樣的膜厚e對應(yīng)同一級明紋(或暗紋)。叫等厚干涉,如劈尖干涉和牛頓環(huán). 白光干涉膜厚儀廠家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。
膜厚儀是一種用于測量薄膜厚度的儀器,它的測量原理主要是通過光學(xué)或物理方法來實(shí)現(xiàn)的。在導(dǎo)電薄膜中,膜厚儀具有廣泛的應(yīng)用,可以用于實(shí)時(shí)監(jiān)測薄膜的厚度變化,從而保證薄膜的質(zhì)量和性能。膜厚儀的測量原理主要有兩種:一種是光學(xué)方法,通過測量薄膜對光的反射、透射或干涉來確定薄膜的厚度;另一種是物理方法,通過測量薄膜對射線或粒子的散射或吸收來確定薄膜的厚度。這兩種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),可以根據(jù)具體的應(yīng)用場景來選擇合適的測量原理。在導(dǎo)電薄膜中,膜厚儀可以用于實(shí)時(shí)監(jiān)測薄膜的厚度變化。導(dǎo)電薄膜通常用于各種電子器件中,如晶體管、太陽能電池等。薄膜的厚度對器件的性能有著重要的影響,因此需要對薄膜的厚度進(jìn)行精確的控制和監(jiān)測。膜厚儀可以實(shí)時(shí)測量薄膜的厚度變化,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整,從而保證薄膜的質(zhì)量和性能。此外,膜厚儀還可以用于薄膜的質(zhì)量檢測和分析。通過對薄膜的厚度進(jìn)行測量,可以了解薄膜的均勻性、表面平整度等質(zhì)量指標(biāo),為薄膜的生產(chǎn)和加工提供重要的參考數(shù)據(jù)。膜厚儀還可以用于研究薄膜的光學(xué)、電學(xué)等性能,為薄膜材料的研發(fā)和應(yīng)用提供支持
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(jìn)行精密測試,一直是計(jì)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(jì)量與測試本質(zhì)是以光波的波長作為單位來進(jìn)行計(jì)量的,現(xiàn)代的干涉測試與計(jì)量技術(shù)已能達(dá)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(diǎn)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??傊坠飧缮婺ず駜x是一種應(yīng)用很廣的測量薄膜厚度的儀器。
極值法求解過程計(jì)算簡單,快速,同時(shí)確定薄膜的多個光學(xué)常數(shù)及解決多值性問題,測試范圍廣,但沒有考慮薄膜均勻性和基底色散的因素,以至于精度不夠高。此外,由于受曲線擬合精度的限制,該方法對膜厚的測量范圍有要求,通常用這種方法測量的薄膜厚度應(yīng)大于200nm且小于10μm,以確保光譜信號中的干涉波峰數(shù)恰當(dāng)。全光譜擬合法是基于客觀條件或基本常識來設(shè)置每個擬合參數(shù)上限、下限,并為該區(qū)域的薄膜生成一組或多組光學(xué)參數(shù)及厚度的初始值,引入適合的色散模型,再根據(jù)麥克斯韋方程組的推導(dǎo)。這樣求得的值自然和實(shí)際的透過率和反射率(通過光學(xué)系統(tǒng)直接測量的薄膜透射率或反射率)有所不同,建立評價(jià)函數(shù),當(dāng)計(jì)算的透過率/反射率與實(shí)際值之間的偏差小時(shí),我們就可以認(rèn)為預(yù)設(shè)的初始值就是要測量的薄膜參數(shù)。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以在不同環(huán)境下進(jìn)行測量。薄膜測厚 膜厚儀
白光干涉膜厚儀需要進(jìn)行校準(zhǔn),并選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品。原裝膜厚儀哪個品牌好
用峰峰值法處理光譜數(shù)據(jù)時(shí),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(diǎn):當(dāng)使用寬帶光源時(shí),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(shí),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(shí),此法便不再適用。原裝膜厚儀哪個品牌好