在初始相位為零的情況下,,當(dāng)被測(cè)光與參考光之間的光程差為零時(shí),光強(qiáng)度將達(dá)到最大值,。為了探測(cè)兩個(gè)光束之間的零光程差位置,,需要使用精密Z向運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動(dòng),或移動(dòng)載物臺(tái),。在垂直掃描過程中,,可以用探測(cè)器記錄下干涉光強(qiáng),,得到白光干涉信號(hào)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(zhǎng)處的白光信號(hào)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(duì)位移的精密測(cè)量,。同時(shí),通過確定最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置,,也可以獲得被測(cè)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得到進(jìn)一步提高,;測(cè)量膜厚儀供應(yīng)
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)部分入射到固定的參考鏡,,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,再次匯聚產(chǎn)生干涉條紋,,干涉光通過透鏡后,,利用電荷耦合器(CCD)可探測(cè)整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭或樣品臺(tái)Z向掃描,,可獲得一系列的干涉圖像,。根據(jù)干涉圖像序列中對(duì)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(duì)位移,;然后,,由CCD圖像中每個(gè)像素點(diǎn)光強(qiáng)最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置獲得被測(cè)樣品表面的三維形貌。測(cè)量膜厚儀供應(yīng)白光干涉膜厚儀需要進(jìn)行校準(zhǔn),,并選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品,。
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(jí)薄膜厚度的準(zhǔn)確測(cè)量,,研究對(duì)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(cè)量方法也會(huì)有所不同,。對(duì)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(cè)量方法,;而對(duì)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(cè)量方法會(huì)更合適,。為了進(jìn)一步提高測(cè)量精度,,本文還研究了外差干涉測(cè)量法,通過引入高精度的相位解調(diào)手段來檢測(cè)P光與S光之間的相位差,,以提高厚度測(cè)量的精度,。
白光干涉膜厚儀基于薄膜對(duì)白光的反射和透射產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,通過測(cè)量干涉條紋的位置和間距來計(jì)算出薄膜的厚度,。這種儀器在光學(xué)薄膜,、半導(dǎo)體、涂層和其他薄膜材料的生產(chǎn)和研發(fā)過程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值,。當(dāng)白光照射到薄膜表面時(shí),,部分光線會(huì)被薄膜反射,而另一部分光線會(huì)穿透薄膜并在薄膜內(nèi)部發(fā)生多次反射和折射,。這些反射和折射的光線會(huì)與原始入射光線產(chǎn)生干涉,,形成干涉條紋。通過測(cè)量干涉條紋的位置和間距,,可以推導(dǎo)出薄膜的厚度信息,。白光干涉膜厚儀在光學(xué)薄膜領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。光學(xué)薄膜是一種具有特殊光學(xué)性質(zhì)的薄膜材料,,廣泛應(yīng)用于激光器,、光學(xué)鏡片、光學(xué)濾波器等光學(xué)元件中,。通過白光干涉膜厚儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)薄膜厚度的精確測(cè)量,,保證光學(xué)薄膜元件的光學(xué)性能。此外,,白光干涉膜厚儀還可以用于半導(dǎo)體行業(yè)中薄膜材料的生產(chǎn)和質(zhì)量控制,,確保半導(dǎo)體器件的性能穩(wěn)定和可靠性。白光干涉膜厚儀還可以應(yīng)用于涂層材料的生產(chǎn)和研發(fā)過程中,。涂層材料是一種在材料表面形成一層薄膜的工藝,用于增強(qiáng)材料的表面性能,。通過白光干涉膜厚儀可以對(duì)涂層材料的厚度進(jìn)行精確測(cè)量,,保證涂層的均勻性和穩(wěn)定性,提高涂層材料的質(zhì)量和性能,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以在不同環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量,。
目前 ,應(yīng)用的顯微干涉方式主要有Mirau顯微干涉和Michelson顯微干涉兩張方式,。在Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu),,在該結(jié)構(gòu)中物鏡和被測(cè)樣品之間有兩塊平板,一個(gè)是涂覆有高反射膜的平板作為參考鏡,,另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡,,由于參考鏡位于物鏡和被測(cè)樣品之間,,從而使物鏡外殼更加緊湊,工作距離相對(duì)而言短一些,,其倍率一般為10-50倍,,Mirau顯微干涉物鏡參考端使用與測(cè)量端相同顯微物鏡,因此沒有額外的光程差,。是常用的方法之一,。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的在線檢測(cè)和控制;蘇州膜厚儀找哪里
它可以用不同的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,,比如建立數(shù)據(jù)庫,、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。測(cè)量膜厚儀供應(yīng)
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)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(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量,。通過分析被測(cè)物體的光譜特性,就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)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(cè)量效率,,而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)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面和被測(cè)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(cè)器,,記錄頻域上的干涉信號(hào),。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息,如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜,,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中,。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來,形成了一種精度高,、速度快的測(cè)量方法,。測(cè)量膜厚儀供應(yīng)