白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個(gè)重要方向,,此項(xiàng)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(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,。白光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面和被測物體,,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(shí)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,??梢耘浜喜煌能浖M(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,。國內(nèi)膜厚儀源頭直供廠家
通過白光干涉理論分析,詳細(xì)介紹了白光垂直掃描干涉技術(shù)和白光反射光譜技術(shù)的基本原理,,并完成了應(yīng)用于測量靶丸殼層折射率和厚度分布實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和搭建,。該實(shí)驗(yàn)裝置由白光反射光譜探測模塊、靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊,、三維運(yùn)動模塊和氣浮隔震平臺等組成,,能夠?qū)崿F(xiàn)對靶丸的負(fù)壓吸附,、靶丸位置的精密調(diào)整以及360°范圍的旋轉(zhuǎn)和特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測量?;诎坠獯怪睊呙韪缮婧桶坠夥瓷涔庾V的基本原理,,提出了一種聯(lián)合使用的靶丸殼層折射率測量方法。該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學(xué)厚度,,利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測量光線通過靶丸殼層后的光程增量,,從而可以計(jì)算得到靶丸的折射率和厚度數(shù)據(jù)。微米級膜厚儀廠家現(xiàn)貨光路長度越長,,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,。
Michelson干涉物鏡,,準(zhǔn)直透鏡將白光縮束準(zhǔn)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(zhǔn)直鏡后干涉光強(qiáng)進(jìn)入光纖耦合單元,,完成干涉部分。光纖傳輸?shù)母缮嫘盘栠M(jìn)入光譜儀,,計(jì)算機(jī)定時(shí)從光譜儀中采集光譜信號,,獲取諸如光強(qiáng)、反射率等信息,,計(jì)算機(jī)對這些信息進(jìn)行信號處理,,濾除高頻噪聲信息,然后對光譜信息進(jìn)行歸一化處理,,利用峰值對應(yīng)的波長值,,計(jì)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(diǎn):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(guān),在壽命期內(nèi)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(zhuǎn)換效率,可以輸出高能量的平行光等,。
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(gè)干涉峰,此時(shí)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(jì)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。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析,;
常用白光垂直掃描干涉系統(tǒng)的原理:入射的白光光束通過半反半透鏡進(jìn)入到顯微干涉物鏡后,,被分光鏡分成兩部分,一個(gè)部分入射到固定參考鏡,,一部分入射到樣品表面,,當(dāng)參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后,再次匯聚發(fā)生干涉,,干涉光通過透鏡后,,利用電荷耦合器(CCD)可探測整個(gè)視場內(nèi)雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺帶動干涉鏡頭或樣品臺Z向掃描,,可獲得一系列干涉圖像,。根據(jù)干涉圖像序列中對應(yīng)點(diǎn)的光強(qiáng)隨光程差變化曲線,,可得該點(diǎn)的Z向相對位移,;然后,由CCD圖像中每個(gè)像素點(diǎn)光強(qiáng)最大值對應(yīng)的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌,。高精度的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu),。品牌膜厚儀行情
白光干涉膜厚測量技術(shù)的優(yōu)化需要對實(shí)驗(yàn)方法和算法進(jìn)行改進(jìn)。國內(nèi)膜厚儀源頭直供廠家
光鏡和參考板組成,,光源發(fā)出的光經(jīng)過顯微鏡后被分光棱鏡分成兩部分,,一束作為參考光入射到參考鏡并反射,另一束作為測量光入射到樣品表面被反射,,兩束反射光反射到分光棱鏡并發(fā)生干涉,。由于實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)節(jié)樣品與被測樣品的角度,以便更好進(jìn)行測量,,5XMichelson型干涉物鏡可以通過其配置的兩個(gè)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié),,旋鈕能夠在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)參考鏡角度,可以調(diào)節(jié)到理想角度,。光纖在測試系統(tǒng)中負(fù)責(zé)傳光,,將顯微鏡視場干涉信號傳輸?shù)轿⑿凸庾V儀,。系統(tǒng)選用光纖為海洋光學(xué)公司生產(chǎn)的高級光纖組件,光纖連接線的內(nèi)層為硅樹脂包裹的單線鋼圈,,外層為諾梅克斯編織物,,以求更好地減輕應(yīng)力并起到有效的保護(hù)作用。該組件末段是易于操作的金屬環(huán)---高精密度的SMA連接器,。光纖一端與適配器連接,,另一端與微型光譜儀連接,以將干涉光信號傳入光譜儀中,。國內(nèi)膜厚儀源頭直供廠家