基于白光干涉光譜單峰值波長移動的鍺膜厚度測量方案研究：在對比研究目前常用的白光干涉測量方案的基礎(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干涉峰時，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移動的測量方案,。干涉光譜的峰值波長會隨著光程差的增大出現(xiàn)周期性的紅移和藍移，當(dāng)光程差在較小范圍內(nèi)變化時,，峰值波長的移動與光程差成正比,。根據(jù)這一原理，搭建了光纖白光干涉溫度傳感系統(tǒng)對這一測量解調(diào)方案進行驗證,，得到了光纖端面半導(dǎo)體鍺薄膜的厚度,。實驗結(jié)果顯示鍺膜的厚度為，與臺階儀測量結(jié)果存在,，這是因為薄膜表面本身并不光滑,，臺階儀的測量結(jié)果只能作為參考值,。鍺膜厚度測量誤差主要來自光源的波長漂移和溫度控制誤差?？偟膩碚f,，白光干涉膜厚儀是一種在薄膜厚度測量領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的儀器。高速膜厚儀供應(yīng)
薄膜干涉原理根據(jù)薄膜干涉原理…,，當(dāng)波長為^的單色光以人射角f從折射率為n．的介質(zhì)入射到折射率為n：,、厚度為e的介質(zhì)膜面(見圖1)時，干涉明,、暗紋條件為：
2e(n22一n12sin2i)1/2＋δ’=kλ,，k=1,2,3,4,5...(1)
2e(n22一n12sin2i)1/2＋δ’=（2k＋1）λ/2，k=0,，1,2,3,4...（2）
E式中k為干涉條紋級次,；δ’為半波損失．
普通物理教材中討論薄膜干涉問題時,，均近似地認為,，δ’是指入射光波在光疏介質(zhì)中前進，遇到光密介質(zhì)i的界面時,，在不超過臨界角的條件下,，不論人射角的大小如何，在反射過程中都將產(chǎn)生半個波長的損失(嚴格地說,， 只在掠射和正射情況下反射光的振動方向與入射光的振動方向才幾乎相反),，故δ’是否存在決定于n1,n2,n3大小的比較。當(dāng)膜厚e一定,，而入射角j可變時,，干涉條紋級次^隨f而變，即同樣的人射角‘對應(yīng)同一級明紋(或暗紋),，叫等傾干涉,，如以不同的入射角入射到平板介質(zhì)上．當(dāng)入射角￡一定，而膜厚,?？勺儠r，干涉條紋級次隨,。而變,，即同樣的膜厚e對應(yīng)同一級明紋(或暗紋)。叫等厚干涉,，如劈尖干涉和牛頓環(huán)． 防水膜厚儀市場價格可配合不同的軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析,，如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等,。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向,，此項技術(shù)主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變成為對不同波長光譜的測量,。通過分析被測物體的光譜特性，就能夠得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息,。相比于白光掃描干涉術(shù),，它不需要大量的掃描過程，因此提高了測量效率,，而且也減小了環(huán)境對它的影響,。此項技術(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,。白干干涉光譜法是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,，被分成兩束光，這兩束光分別入射到參考鏡和被測物體,，反射回來后經(jīng)過分光棱鏡合成后,，由色散元件分光至探測器，記錄頻域上的干涉信號,。此光譜信號包含了被測表面的信息,，如果此時被測物體是薄膜，則薄膜的厚度也包含在這光譜信號當(dāng)中,。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結(jié)合起來,，形成了一種精度高而且速度快的測量方法。
基于白光干涉法的晶圓膜厚測量裝置,，其特征在于：該裝置包括白光光源,、顯微鏡、分束鏡,、干涉物鏡,、光纖傳輸單元、準直器,、光譜儀,、USB傳輸線、計算機,；光譜儀主要包括六部分,，分別是：光纖入口、準直鏡,、光柵,、聚焦鏡、區(qū)域檢測器,、帶OFLV濾波器的探測器,；
光源發(fā)出的白光經(jīng)準直鏡擴束準直后成平行光,，經(jīng)分束鏡射入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(yīng)的波長值，計算晶圓膜厚,。 操作之前需要專業(yè)技能和經(jīng)驗的培訓(xùn)和實踐,。
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種可能的情況來討論：
一般玻璃的厚度可估計為1mm的量級，這個量級相對于光的波長550nm而言,，應(yīng)該算是膜厚e遠遠大于波長^的厚玻璃了,，所以光線通過上玻璃板時應(yīng)該無干涉現(xiàn)象，同理光線通過下玻璃板時也無干涉現(xiàn)象．空氣膜厚度因劈角很小而很薄,，與波長可比擬,，所以光線通過空氣膜應(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)玻璃板厚度的量級與可見光波長量級可比擬,，當(dāng)單色光垂直投射在劈尖上時，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，但玻璃板會影響劈尖干涉條紋的亮度對比度． 總的來說,，白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用很廣的測量薄膜厚度的儀器,。國內(nèi)膜厚儀成本價
白光干涉膜厚儀需要進行校準和選擇合適的標準樣品，以保證測量結(jié)果的準確性,。高速膜厚儀供應(yīng)
光譜法是一種以光的干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的薄膜厚度測量方法,，分為反射法和透射法兩種類型。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會引起多光束干涉效應(yīng),，不同特性的薄膜材料的反射率和透過率曲線是不同的,，并且在全光譜范圍內(nèi)與厚度一一對應(yīng)。因此,，可以根據(jù)這種光譜特性來確定薄膜的厚度和光學(xué)參數(shù),。光譜法的優(yōu)點是可以同時測量多個參數(shù)，并能有效地排除解的多值性,，測量范圍廣,，是一種無損測量技術(shù)。其缺點是對樣品薄膜表面條件的依賴性強,，測量穩(wěn)定性較差,，因此測量精度不高，對于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等,。目前,，這種方法主要用于有機薄膜的厚度測量。高速膜厚儀供應(yīng)