光學(xué)測(cè)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(zhǎng)為測(cè)量基準(zhǔn),，從原理上保證了納米級(jí)的測(cè)量精度。由于光學(xué)測(cè)厚是非接觸式的測(cè)量方法,，因此被用于精密元件表面形貌及厚度的無(wú)損測(cè)量,。針對(duì)薄膜厚度的光學(xué)測(cè)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(cè)量方法,。不同的測(cè)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(cè)量法,，結(jié)合多種測(cè)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(guò)測(cè)量反射光的干涉來(lái)計(jì)算膜層厚度。納米級(jí)膜厚儀企業(yè)
白光反射光譜探測(cè)模塊中,，入射光經(jīng)過(guò)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(cè)器,，實(shí)現(xiàn)了靶丸殼層白光干涉光譜的測(cè)量,。另一部分光到達(dá)CCD探測(cè)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(dòng)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(cè)量過(guò)程中，將靶丸放置于軸系吸嘴前端,，通過(guò)微型真空泵將其吸附于吸嘴上,；然后，移動(dòng)位移平臺(tái),，將靶丸移動(dòng)至CCD視場(chǎng)中心,，Z向位移臺(tái)可調(diào)整視場(chǎng)清晰度；利用光譜儀探測(cè)靶丸殼層的白光反射光譜,；靶丸在軸系的帶動(dòng)下,，平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)到特定角度，為消除軸系回轉(zhuǎn)誤差所帶來(lái)的誤差,，可通過(guò)調(diào)整調(diào)心結(jié)構(gòu),，使靶丸定點(diǎn)位于視場(chǎng)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(cè)量,。為減少外界干擾和震動(dòng)所引起的測(cè)量誤差，該裝置放置于氣浮平臺(tái)上,，通過(guò)高性能的隔振效果,，保證了測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性。薄膜測(cè)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(zhǎng)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(lái)討論：
一般玻璃的厚度可估計(jì)為1mm的量級(jí),，這個(gè)量級(jí)相對(duì)于光的波長(zhǎng)550nm而言,，應(yīng)該算是膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)^的厚玻璃了，所以光線通過(guò)上玻璃板時(shí)應(yīng)該無(wú)干涉現(xiàn)象,，同理光線通過(guò)下玻璃板時(shí)也無(wú)干涉現(xiàn)象．空氣膜厚度因劈角很小而很薄,，與波長(zhǎng)可比擬，所以光線通過(guò)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(jí)與可見光波長(zhǎng)量級(jí)可比擬，當(dāng)單色光垂直投射在劈尖上時(shí),，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(huì)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(huì)影響劈尖干涉條紋的亮度對(duì)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(dòng)加強(qiáng),，而在另一些地方振動(dòng)減弱,，并產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化。干涉測(cè)量需要滿足三個(gè)相干條件：頻率一致,、振動(dòng)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(zhǎng)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(gè)固定的位置，對(duì)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(guò)探測(cè)光強(qiáng)最大值，可以實(shí)現(xiàn)樣品表面位移的精密測(cè)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(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),，并廣泛應(yīng)用于薄膜三維形貌測(cè)量和薄膜厚度精密測(cè)量等領(lǐng)域。Michelson干涉儀的光路長(zhǎng)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(dòng),，要求在測(cè)量波段內(nèi)存在多個(gè)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(méi)有正確方法建立包絡(luò)線時(shí),，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(duì)測(cè)量對(duì)象要求高,，如果薄膜較薄或厚度不足情況下,，會(huì)造成干涉條紋減少，干涉波峰個(gè)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(huì)影響該方法的準(zhǔn)確度，對(duì)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,。總的來(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,。測(cè)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(jí)膜厚儀企業(yè)
薄膜作為一種特殊的微結(jié)構(gòu),，近年來(lái)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(cè)試技術(shù)變得越來(lái)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(cè)量,。因此，在微納測(cè)量領(lǐng)域中,，薄膜厚度的測(cè)試是一個(gè)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(cè)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(cè)量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù)。納米級(jí)膜厚儀企業(yè)