在納米級薄膜的各項相關參數(shù)中,,薄膜材料的厚度是薄膜設計和制備過程中重要的參量之一,具有決定薄膜性質和性能的基本作用,。然而,,由于其極小尺寸及突出的表面效應,使得對納米級薄膜的厚度準確測量變得困難,。經(jīng)過眾多科研技術人員的探索和研究,,新的薄膜厚度測量理論和測量技術不斷涌現(xiàn),測量方法從手動到自動,、有損到無損不斷得到實現(xiàn),。對于不同性質薄膜,其適用的厚度測量方案也不相同,。針對納米級薄膜,,應用光學原理的測量技術。相比其他方法,,光學測量方法具有精度高,、速度快、無損測量等優(yōu)勢,,成為主要檢測手段,。其中代表性的測量方法有橢圓偏振法、干涉法,、光譜法,、棱鏡耦合法等。標準樣品的選擇和使用對于保持儀器準確度至關重要,。蘇州膜厚儀供應
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,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,。白光干涉的條紋有一個固定的位置,對應于光程差為零的平衡位置,,并在該位置白光輸出光強度具有最大值,。通過探測光強最大值,,可以實現(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,,具有抗干擾能力強、穩(wěn)定性好,、動態(tài)范圍大,、結構簡單、成本低廉等優(yōu)點,,并廣泛應用于薄膜三維形貌測量和薄膜厚度精密測量等領域,。高精度膜厚儀常用解決方案總的來說,白光干涉膜厚儀是一種在薄膜厚度測量領域廣泛應用的儀器,。
本文主要以半導體鍺和貴金屬金兩種材料為對象,,研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實現(xiàn)納米級薄膜厚度準確測量的可行性,。由于不同材料薄膜的特性不同,,所適用的測量方法也不同。半導體鍺膜具有折射率高,,在通信波段(1550nm附近)不透明的特點,,選擇采用白光干涉的測量方法;而厚度更薄的金膜的折射率為復數(shù),,且能激發(fā)明顯的表面等離子體效應,,因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法;為了進一步改善測量的精度,,論文還研究了外差干涉測量法,,通過引入高精度的相位解調手段,檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度,。
Michelson干涉物鏡,,準直透鏡將白光縮束準直后垂直照射到待測晶圓上,反射光之間相互發(fā)生干涉,,經(jīng)準直鏡后干涉光強進入光纖耦合單元,,完成干涉部分。光纖傳輸?shù)母缮嫘盘栠M入光譜儀,,計算機定時從光譜儀中采集光譜信號,,獲取諸如光強、反射率等信息,,計算機對這些信息進行信號處理,,濾除高頻噪聲信息,然后對光譜信息進行歸一化處理,,利用峰值對應的波長值,,計算晶圓膜厚,。光源采用氙燈光源,選擇氙燈作為光源具有以下優(yōu)點:氙燈均為連續(xù)光譜,,且光譜分布幾乎與燈輸入功率變化無關,,在壽命期內光譜能量分布也幾乎不變,;氙燈的光,、電參數(shù)一致性好,工作狀態(tài)受外界條件變化的影響??;氙燈具有較高的電光轉換效率,,可以輸出高能量的平行光等,。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,。
,。白光干涉膜厚儀基于薄膜對白光的反射和透射產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,通過測量干涉條紋的位置和間距來計算出薄膜的厚度,。這種儀器在光學薄膜,、半導體、涂層和其他薄膜材料的生產(chǎn)和研發(fā)過程中具有重要的應用價值,。白光干涉膜厚儀的原理是基于薄膜對白光的干涉現(xiàn)象,。當白光照射到薄膜表面時,部分光線會被薄膜反射,,而另一部分光線會穿透薄膜并在薄膜內部發(fā)生多次反射和折射,。這些反射和折射的光線會與原始入射光線產(chǎn)生干涉,形成干涉條紋,。通過測量干涉條紋的位置和間距,,可以推導出薄膜的厚度信息。白光干涉膜厚儀在光學薄膜領域具有廣泛的應用,。光學薄膜是一種具有特殊光學性質的薄膜材料,,廣泛應用于激光器、光學鏡片,、光學濾波器等光學元件中,。通過白光干涉膜厚儀可以實現(xiàn)對光學薄膜厚度的精確測量,保證光學薄膜元件的光學性能,。此外,,白光干涉膜厚儀還可以用于半導體行業(yè)中薄膜材料的生產(chǎn)和質量控制,確保半導體器件的性能穩(wěn)定和可靠性,。白光干涉膜厚儀還可以應用于涂層材料的生產(chǎn)和研發(fā)過程中,。涂層材料是一種在材料表面形成一層薄膜的工藝,,用于增強材料的表面性能。通過白光干涉膜厚儀可以對涂層材料的厚度進行精確測量,,保證涂層的均勻性和穩(wěn)定性,,提高涂層材料的質量和性能。廣泛應用于半導體,、光學,、電子、化學等領域,,為研究和開發(fā)提供了有力的手段,。國內膜厚儀定做
可以配合不同的軟件進行分析和數(shù)據(jù)處理,例如建立數(shù)據(jù)庫,、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等,。蘇州膜厚儀供應
在初始相位為零的情況下,當被測光與參考光之間的光程差為零時,,光強度將達到最大值,。為了探測兩個光束之間的零光程差位置,需要使用精密Z向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動,,或移動載物臺,。在垂直掃描過程中,可以用探測器記錄下干涉光強,,得到白光干涉信號強度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線,。通過干涉圖像序列中某波長處的白光信號強度隨光程差變化的示意圖,可以找到光強極大值位置,,即為零光程差位置,。通過精確確定零光程差位置,可以實現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量,。同時,,通過確定最大值對應的Z向位置,也可以獲得被測樣品表面的三維高度,。蘇州膜厚儀供應