白光干涉的相干原理早在1975年就已經(jīng)被提出,,隨后于1976年在光纖通信領(lǐng)域中獲得了實(shí)現(xiàn),。1983年,BrianCulshaw的研究小組報道了白光干涉技術(shù)在光纖傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用,。隨后在1984年,,報道了基于白光干涉原理的完整的位移傳感系統(tǒng)。該研究成果證明了白光干涉技術(shù)可以被用于測量能夠轉(zhuǎn)換成位移的物理參量,。此后的幾年間,,白光干涉應(yīng)用于溫度、壓力等的研究相繼被報道,。自上世紀(jì)九十年代以來,,白光干涉技術(shù)快速發(fā)展,提供了實(shí)現(xiàn)測量的更多的解決方案,。近幾年以來,,由于傳感器設(shè)計與研制的進(jìn)步,信號處理新方案的提出,,以及傳感器的多路復(fù)用等技術(shù)的發(fā)展,,使得白光干涉測量技術(shù)的發(fā)展更加迅速。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,。膜厚儀供貨
晶圓對于半導(dǎo)體器件至關(guān)重要,膜厚是影響晶圓物理性質(zhì)的重要參數(shù)之一,。通常對膜厚的測量有橢圓偏振法,、探針法、光學(xué)法等,,橢偏法設(shè)備昂貴,,探針法又會損傷晶圓表面。利用光學(xué)原理進(jìn)行精密測試,,一直是計量和測試技術(shù)領(lǐng)域中的主要方法之一,,在光學(xué)測量領(lǐng)域,基于干涉原理的測量系統(tǒng)已成為物理量檢測中十分精確的系統(tǒng)之一,。光的干涉計量與測試本質(zhì)是以光波的波長作為單位來進(jìn)行計量的,,現(xiàn)代的干涉測試與計量技術(shù)已能達(dá)到一個波長的幾百分之一的測量精度,干涉測量的更大特點(diǎn)是它具有更高的靈敏度(或分辨率)和精度,,,。而且絕大部分干涉測試都是非接觸的,不會對被測件帶來表面損傷和附加誤差;測量對象較廣,,并不局限于金屬或非金屬,;可以檢測多參數(shù),如:長度,、寬度,、直徑、表面粗糙度,、面積,、角度等。高速膜厚儀制造廠家該儀器的使用需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn),,操作前需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐,。
本文溫所研究的鍺膜厚度約300nm,導(dǎo)致其白光干涉輸出光譜只有一個干涉峰,,此時常規(guī)基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案(如峰峰值法等)將不再適用,。為此,我們提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案,,并設(shè)計搭建了膜厚測量系統(tǒng),。溫度測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,峰值波長與溫度變化之間具有良好的線性關(guān)系,。利用該測量方案,,我們測得實(shí)驗(yàn)用鍺膜的厚度為338.8nm,實(shí)驗(yàn)誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移,。通過對納米級薄膜厚度的測量方案研究,,實(shí)現(xiàn)了對鍺膜和金膜的厚度測量。本文主要的創(chuàng)新點(diǎn)是提出了白光干涉單峰值波長移動的解調(diào)方案,,并將其應(yīng)用于極短光程差的測量,。
白光干涉測量技術(shù),也被稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù),,使用的是低相干的寬譜光源,,例如發(fā)光二極管、超輻射發(fā)光二極管等,。同所有的光學(xué)干涉原理一樣,,白光干涉同樣是通過觀察干涉圖樣的變化來分析干涉光程差的變化,進(jìn)而通過各種解調(diào)方案實(shí)現(xiàn)對待測物理量的測量,。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應(yīng),。中心零級干涉條紋的存在使測量有了一個可靠的位置的參考值,從而只用一個干涉儀即可實(shí)現(xiàn)對被測物理量的測量,,克服了傳統(tǒng)干涉儀無法實(shí)現(xiàn)測量的缺點(diǎn),。同時,相比于其他測量技術(shù),白光干涉測量方法還具有對環(huán)境不敏感,、抗干擾能力強(qiáng),、測量的動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn),。目前,,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、應(yīng)變,、溫度,、位移等等測量領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。白光干涉膜厚儀是用于測量薄膜厚度的一種儀器,,可用于透明薄膜和平行表面薄膜的測量,。
在初始相位為零的情況下,當(dāng)被測光與參考光之間的光程差為零時,,光強(qiáng)度將達(dá)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(yùn)動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)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(qiáng),,得到白光干涉信號強(qiáng)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(qiáng)度隨光程差變化的示意圖,可以找到光強(qiáng)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(shí)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(yīng)的Z向位置,也可以獲得被測樣品表面的三維高度,。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。蘇州膜厚儀定做價格
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,。膜厚儀供貨
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(qiáng),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(nèi),。白光干涉的條紋有一個固定的位置,對應(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,。通過探測光強(qiáng)最大值,可以實(shí)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(shù),具有抗干擾能力強(qiáng),、穩(wěn)定性好,、動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單,、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),,并廣泛應(yīng)用于薄膜三維形貌測量和薄膜厚度精密測量等領(lǐng)域。膜厚儀供貨