國內(nèi)膜厚儀行業(yè)應(yīng)用

來源: 發(fā)布時(shí)間:2024-05-19

對(duì)同一靶丸相同位置進(jìn)行白光垂直掃描干涉,建立靶丸的垂直掃描干涉裝置,通過控制光學(xué)輪廓儀的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)干涉物鏡在垂直方向上的移動(dòng),從而測(cè)量到光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達(dá)基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差,顯然,當(dāng)一束平行光穿過靶丸后,偏離靶丸中心越遠(yuǎn)的光線,測(cè)量到的有效壁厚越大,其光程差也越大,但這并不表示靶丸殼層的厚度,存在誤差,穿過靶丸中心的光線測(cè)得的光程差才對(duì)應(yīng)靶丸的上、下殼層的厚度。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的在線檢測(cè)和控制;國內(nèi)膜厚儀行業(yè)應(yīng)用

光譜法是一種以光的干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的薄膜厚度測(cè)量方法,分為反射法和透射法兩種類型。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會(huì)引起多光束干涉效應(yīng),不同特性的薄膜材料的反射率和透過率曲線是不同的,并且在全光譜范圍內(nèi)與厚度一一對(duì)應(yīng)。因此,可以根據(jù)這種光譜特性來確定薄膜的厚度和光學(xué)參數(shù)。光譜法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù),并能有效地排除解的多值性,測(cè)量范圍廣,是一種無損測(cè)量技術(shù)。其缺點(diǎn)是對(duì)樣品薄膜表面條件的依賴性強(qiáng),測(cè)量穩(wěn)定性較差,因此測(cè)量精度不高,對(duì)于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,這種方法主要用于有機(jī)薄膜的厚度測(cè)量。國產(chǎn)膜厚儀大概價(jià)格多少隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴(kuò)展;

白光干涉測(cè)量技術(shù),也稱為光學(xué)低相干干涉測(cè)量技術(shù),使用的是低相干的寬譜光源,如超輻射發(fā)光二極管、發(fā)光二極管等。與所有光學(xué)干涉原理一樣,白光干涉也是通過觀察干涉圖案變化來分析干涉光程差變化,并通過各種解調(diào)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物理量的測(cè)量。采用寬譜光源的優(yōu)點(diǎn)是,由于白光光源的相干長度很?。ㄒ话銥閹孜⒚椎綆资⒚字g),所有波長的零級(jí)干涉條紋重合于主極大值,即中心條紋,與零光程差的位置對(duì)應(yīng)。因此,中心零級(jí)干涉條紋的存在為測(cè)量提供了一個(gè)可靠的位置參考,只需一個(gè)干涉儀即可進(jìn)行待測(cè)物理量的測(cè)量,克服了傳統(tǒng)干涉儀不能進(jìn)行測(cè)量的缺點(diǎn)。同時(shí),相對(duì)于其他測(cè)量技術(shù),白光干涉測(cè)量方法還具有環(huán)境不敏感、抗干擾能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展,白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力、溫度、應(yīng)變、位移等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。

光學(xué)測(cè)厚方法集光學(xué) 、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為一體,以其光波長為測(cè)量基準(zhǔn),從原理上保證了納米級(jí)的測(cè)量精度。同時(shí),光學(xué)測(cè)厚作為非接觸式的測(cè)量方法,被廣泛應(yīng)用于精密元件表面形貌及厚度的無損測(cè)量。其中,薄膜厚度光學(xué)測(cè)量方法按光吸收、透反射、偏振和干涉等光學(xué)原理可分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測(cè)量方法。不同的測(cè)量方法,其適用范圍各有側(cè)重,褒貶不一。因此結(jié)合多種測(cè)量方法的多通道式復(fù)合測(cè)量法也有研究,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。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn)。

薄膜材料的厚度在納米級(jí)薄膜的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)中,是制備和設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的參量,也是決定薄膜性質(zhì)和性能的關(guān)鍵參量之一。然而,由于其極小尺寸及表面效應(yīng)的影響,納米級(jí)薄膜的厚度準(zhǔn)確測(cè)量變得困難。科研技術(shù)人員通過不斷的探索研究,提出了新的薄膜厚度測(cè)量理論和技術(shù),并將測(cè)量方法從手動(dòng)到自動(dòng)、有損到無損等不斷改進(jìn)。對(duì)于不同性質(zhì)的薄膜,其適用的厚度測(cè)量方案也不相同。在納米級(jí)薄膜中,采用光學(xué)原理的測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精度高、速度快、無損測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),成為主要的檢測(cè)手段。典型的測(cè)量方法包括橢圓偏振法、干涉法、光譜法、棱鏡耦合法等。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以對(duì)薄膜的厚度、反射率、折射率等光學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。高精度膜厚儀常見問題

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、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等 。國內(nèi)膜厚儀行業(yè)應(yīng)用

根據(jù)以上分析可知 ,白光干涉時(shí)域解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)是:①能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量;②抗干擾能力強(qiáng),系統(tǒng)的分辨率與光源輸出功率的波動(dòng),光源的波長漂移以及外界環(huán)境對(duì)光纖的擾動(dòng)等因素?zé)o關(guān);③測(cè)量精度與零級(jí)干涉條紋的確定精度以及反射鏡的精度有關(guān);④結(jié)構(gòu)簡單,成本較低。但是,時(shí)域解調(diào)方法需要借助掃描部件移動(dòng)干涉儀一端的反射鏡來進(jìn)行相位補(bǔ)償,所以掃描裝置的分辨率將影響系統(tǒng)的精度。采用這種解調(diào)方案的測(cè)量分辨率一般是幾個(gè)微米,達(dá)到亞微米的分辨率,主要受機(jī)械掃描部件的分辨率和穩(wěn)定性限制。文獻(xiàn)[46]所報(bào)道的位移掃描的分辨率可以達(dá)到0.54μm。當(dāng)所測(cè)光程差較小時(shí),F(xiàn)-P腔前后表面干涉峰值相距很近,難以區(qū)分,此時(shí)時(shí)域解調(diào)方案的應(yīng)用受到限制。國內(nèi)膜厚儀行業(yè)應(yīng)用