干涉法測量可表述為：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,，另一束入射到測量樣品表面,，兩束光均發(fā)生反射并入射到分光棱鏡，此時這兩束光會發(fā)生干涉,。干涉光經(jīng)光譜儀采集得到白光光譜干涉信號,，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量裝置，對于晶圓膜厚測量具有重要意義,，設(shè)備價(jià)格,、空間大小、操作難易程度都是其影響因素,。這種膜厚儀可以測量大氣壓下,，1 nm到1mm范圍內(nèi)的薄膜厚度。蘇州膜厚儀供應(yīng)鏈

由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對系統(tǒng)的測量量程和精度的需求不相同,，因而多種測量方法各有優(yōu)缺,，難以一概而論,。將各測量特點(diǎn)總結(jié)所示,，按照薄膜厚度的增加,，適用的測量方式分別為橢圓偏振法、分光光度法,、共聚焦法和干涉法,。對于小于1μm的較薄薄膜，白光干涉輪廓儀的測量精度較低,，分光光度法和橢圓偏振法較適合,。而對于小于200nm的薄膜，由于透過率曲線缺少峰谷值,，橢圓偏振法結(jié)果更加可靠,。基于白光干涉原理的光學(xué)薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜,，通過使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣,，得到待測薄膜厚度。本章在詳細(xì)研究白光干涉測量技術(shù)的常用解調(diào)方案,、解調(diào)原理及其局限性的基礎(chǔ)上,，分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調(diào)方案不適用于極短光程差測量的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,，我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調(diào)技術(shù),。國內(nèi)膜厚儀貨真價(jià)實(shí)光路長度越長，儀器分辨率越高,，但也越容易受到干擾因素的影響,，需要采取降噪措施。

本文主要研究了如何采用白光干涉法,、表面等離子體共振法和外差干涉法來實(shí)現(xiàn)納米級薄膜厚度的準(zhǔn)確測量,，研究對象為半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料。由于不同材料薄膜的特性差異,，所適用的測量方法也會有所不同,。對于折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的半導(dǎo)體鍺膜,，采用白光干涉的測量方法,；而對于厚度更薄的金膜，由于其折射率為復(fù)數(shù),，且具有表面等離子體效應(yīng),，所以采用基于表面等離子體共振的測量方法會更合適。為了進(jìn)一步提高測量精度,，本文還研究了外差干涉測量法,，通過引入高精度的相位解調(diào)手段來檢測P光與S光之間的相位差，以提高厚度測量的精度。

白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向,。此項(xiàng)技術(shù)通過使用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變?yōu)閷Σ煌ㄩL光譜的測量,，分析被測物體的光譜特性，得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息,。與白光掃描干涉術(shù)相比,，它不需要大量的掃描過程，因此提高了測量效率,，并減小了環(huán)境對其影響,。此項(xiàng)技術(shù)能夠測量距離、位移,、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度等,。白光干涉光譜分析基于頻域干涉的理論，采用白光作為寬波段光源,，經(jīng)過分光棱鏡折射為兩束光,。這兩束光分別經(jīng)由參考面和被測物體入射，反射后再次匯聚合成,，并由色散元件分光至探測器,，記錄頻域干涉信號。這個光譜信號包含了被測表面信息,，如果此時被測物體是薄膜,，則薄膜的厚度也包含在光譜信號當(dāng)中。白光干涉光譜分析將白光干涉和光譜測量的速度結(jié)合起來,，形成了一種精度高且速度快的測量方法,。廣泛應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體,、光學(xué),、化學(xué)等領(lǐng)域，為研究和開發(fā)提供了有力的手段,。

光纖白光干涉此次實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的解調(diào)系統(tǒng)是通過檢測干涉峰值的中心波長的移動實(shí)現(xiàn)的,，所以光源中心波長的穩(wěn)定性將對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。實(shí)驗(yàn)中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產(chǎn)的SLED光源,，相對于一般的寬帶光源具有輸出功率高,、覆蓋光譜范圍寬等特點(diǎn)。該光源采用+5V的直流供電,，標(biāo)定中心波長為1550nm,，且其輸出功率在一定范圍內(nèi)是可調(diào)的，驅(qū)動電流可以達(dá)到600mA,。測量使用的是寬譜光源,。光源的輸出光功率和中心波長的穩(wěn)定性是光源選取時需要重點(diǎn)考慮的參數(shù)。膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來實(shí)現(xiàn)這一目的。膜厚儀一般測什么

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。蘇州膜厚儀供應(yīng)鏈

白光干涉時域解調(diào)方案通過機(jī)械掃描部件驅(qū)動干涉儀的反射鏡移動,，補(bǔ)償光程差,，實(shí)現(xiàn)對信號的解調(diào),。該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示,。光纖白光干涉儀的兩個輸出臂分別作為參考臂和測量臂，用于將待測的物理量轉(zhuǎn)換為干涉儀兩臂的光程差變化,。測量臂因待測物理量的變化而增加未知光程差,，參考臂則通過移動反射鏡來補(bǔ)償測量臂所引入的光程差。當(dāng)干涉儀兩臂光程差ΔL=0時,，即兩個干涉光束的光程相等時,，將出現(xiàn)干涉極大值，觀察到中心零級干涉條紋,，這種現(xiàn)象與外界的干擾因素?zé)o關(guān),，因此可以利用它來獲取待測物理量的值。會影響輸出信號強(qiáng)度的因素包括：入射光功率,、光纖的傳輸損耗,、各端面的反射等。雖然外界環(huán)境的擾動會影響輸出信號的強(qiáng)度,，但對于零級干涉條紋的位置并不會造成影響,。

蘇州膜厚儀供應(yīng)鏈