基于白光干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的鍺膜厚度測(cè)量方案研究:在對(duì)比研究目前常用的白光干涉測(cè)量方案的基礎(chǔ)上,我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩干涉光束的光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰時(shí),,常用的基于兩相鄰干涉峰間距的解調(diào)方案不再適用,。為此,我們提出了適用于極小光程差并基于干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的測(cè)量方案,。干涉光譜的峰值波長(zhǎng)會(huì)隨著光程差的增大出現(xiàn)周期性的紅移和藍(lán)移,,當(dāng)光程差在較小范圍內(nèi)變化時(shí),峰值波長(zhǎng)的移動(dòng)與光程差成正比,。根據(jù)這一原理,,搭建了光纖白光干涉溫度傳感系統(tǒng)對(duì)這一測(cè)量解調(diào)方案進(jìn)行驗(yàn)證,得到了光纖端面半導(dǎo)體鍺薄膜的厚度,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鍺膜的厚度為,,與臺(tái)階儀測(cè)量結(jié)果存在,這是因?yàn)楸∧け砻姹旧聿⒉还饣?,臺(tái)階儀的測(cè)量結(jié)果只能作為參考值,。鍺膜厚度測(cè)量誤差主要來(lái)自光源的波長(zhǎng)漂移和溫度控制誤差,。光路長(zhǎng)度越長(zhǎng),,分辨率越高,,但同時(shí)也更容易受到靜態(tài)振動(dòng)等干擾因素的影響。國(guó)內(nèi)膜厚儀廠家
目前,,應(yīng)用的顯微干涉方式主要有Mirau顯微干涉和Michelson顯微干涉兩張方式,。在Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu),在該結(jié)構(gòu)中物鏡和被測(cè)樣品之間有兩塊平板,,一個(gè)是涂覆有高反射膜的平板作為參考鏡,,另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡,由于參考鏡位于物鏡和被測(cè)樣品之間,,從而使物鏡外殼更加緊湊,,工作距離相對(duì)而言短一些,其倍率一般為10-50倍,,Mirau顯微干涉物鏡參考端使用與測(cè)量端相同顯微物鏡,,因此沒有額外的光程差。是常用的方法之一,。品牌膜厚儀招商加盟總之,,白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用很廣的測(cè)量薄膜厚度的儀器。
自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來(lái),,人們開始在理論和實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行探討和研究,。結(jié)果表明,動(dòng)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(hào)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(zhǎng)移動(dòng)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(gè)干涉峰的信號(hào)解調(diào),,實(shí)現(xiàn)納米薄膜厚度測(cè)量,。在頻域干涉中,當(dāng)干涉光程差超過光源相干長(zhǎng)度時(shí),,仍然可以觀察到干涉條紋,。這種現(xiàn)象是因?yàn)榘坠夤庠吹墓庾V可以看成是許多單色光的疊加,每一列單色光的相干長(zhǎng)度都是無(wú)限的,。當(dāng)使用光譜儀接收干涉光譜時(shí),,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(zhǎng)度發(fā)生變化,。
白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空間位置的變化,從而得到被測(cè)物體的信息,。它是在單色光相移干涉術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,。單色光相移干涉術(shù)利用光路使參考光和被測(cè)表面的反射光發(fā)生干涉,,再使用相移的方法調(diào)制相位,利用干涉場(chǎng)中光強(qiáng)的變化計(jì)算出其每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的初始相位,,但是這樣得到的相位是位于(-π,,+π]間,所以得到的是不連續(xù)的相位,。因此,,需要進(jìn)行相位展開使其變?yōu)檫B續(xù)相位。再利用高度與相位的信息求出被測(cè)物體的表面形貌,。單色光相移法具有測(cè)量速度快,、測(cè)量分辨力高、對(duì)背景光強(qiáng)不敏感等優(yōu)點(diǎn),。但是,,由于單色光干涉無(wú)法確定干涉條紋的零級(jí)位置。因此,,在相位解包裹中無(wú)法得到相位差的周期數(shù),,所以只能假定相位差不超過一個(gè)周期,相當(dāng)于測(cè)試表面的相鄰高度不能超過四分之一波長(zhǎng),。這就限制了其測(cè)量的范圍,,使它只能測(cè)試連續(xù)結(jié)構(gòu)或者光滑表面結(jié)構(gòu)??偟膩?lái)說(shuō),,白光干涉膜厚儀是一種在薄膜厚度測(cè)量領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的儀器。
干涉法測(cè)量可表述為:白光干涉光譜法主要利用光的干涉原理和光譜分光原理,,利用光在不同波長(zhǎng)處的干涉光強(qiáng)進(jìn)行求解,。光源出射的光經(jīng)分光棱鏡分成兩束,其中一束入射到參考鏡,,另一束入射到測(cè)量樣品表面,,兩束光均發(fā)生反射并入射到分光棱鏡,此時(shí)這兩束光會(huì)發(fā)生干涉,。干涉光經(jīng)光譜儀采集得到白光光譜干涉信號(hào),,經(jīng)由計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)、顯示結(jié)果變化,,之后讀出厚度值或變化量,。如何建立一套基于白光干涉法的晶圓膜厚測(cè)量裝置,對(duì)于晶圓膜厚測(cè)量具有重要意義,,設(shè)備價(jià)格,、空間大小、操作難易程度都是其影響因素,??膳浜喜煌能浖M(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,,如建立數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等,。高精度膜厚儀價(jià)格
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和拓展。國(guó)內(nèi)膜厚儀廠家
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,。國(guó)內(nèi)膜厚儀廠家