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上,，我們發(fā)現當兩干涉光束的光程差非常小導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方案不再適用,。為此，我們提出了適用于極小光程差的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周期性的紅移和藍移,，當光程差在較小范圍內變化時，峰值波長的移動與光程差成正比,。根據這一原理,，搭建了光纖白光干涉溫度傳感系統(tǒng)對這一測量解調方案進行驗證，得到了光纖端面半導體鍺薄膜的厚度,。實驗結果顯示鍺膜的厚度為,，與臺階儀測量結果存在，這是因為薄膜表面本身并不光滑,，臺階儀的測量結果只能作為參考值。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,。這種膜厚儀可以測量大氣壓下,，1nm到1mm范圍內的薄膜厚度。納米級膜厚儀測量方法

光學測厚方法集光學,、機械、電子,、計算機圖像處理技術為一體,，以其光波長為測量基準，從原理上保證了納米級的測量精度,。同時,，光學測厚作為非接觸式的測量方法，被廣泛應用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量,。其中,，薄膜厚度光學測量方法按光吸收,、透反射、偏振和干涉等光學原理可分為橢圓偏振法,、分光光度法,、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法,，其適用范圍各有側重,，褒貶不一。因此結合多種測量方法的多通道式復合測量法也有研究,，如橢圓偏振法和光度法結合的光譜橢偏法,，彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結合法等。納米級膜厚儀測量方法白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜的快速測量和分析,。

光纖白光干涉此次實驗所設計的解調系統(tǒng)是通過檢測干涉峰值的中心波長的移動實現的，所以光源中心波長的穩(wěn)定性將對實驗結果產生很大的影響,。實驗中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產的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,。該光源采用+5V的直流供電,，標定中心波長為1550nm，且其輸出功率在一定范圍內是可調的,，驅動電流可以達到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考慮的參數,。

晶圓對于半導體器件至關重要,，膜厚是影響晶圓物理性質的重要參數之一。通常對膜厚的測量有橢圓偏振法,、探針法,、光學法等，橢偏法設備昂貴,，探針法又會損傷晶圓表面,。利用光學原理進行精密測試，一直是計量和測試技術領域中的主要方法之一,，在光學測量領域,，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是以光波的波長作為單位來進行計量的,，現代的干涉測試與計量技術已能達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，如：長度,、寬度、直徑,、表面粗糙度,、面積、角度等,。白光干涉膜厚測量技術可以實現對薄膜的非接觸式測量,。

白光干涉在零光程差處,，出現零級干涉條紋（在零級處,，各波長光的干涉亮條紋都重合，因而零級條紋呈白色）,，隨著光程差的增加,，光源譜寬范圍內的每條譜線各自形成的干涉條紋之間互有偏移，疊加的整體效果使條紋對比度下降,。測量精度高,，可以實現測量,采用白光干涉原理的測量系統(tǒng)的抗干擾能力強，動態(tài)范圍大,，具有快速檢測和結構緊湊等優(yōu)點,。普通的激光干涉與白光干涉之間雖然有差別，但也有很多的共同之處,?？梢哉f，白光干涉實際上就是將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加,，在頻域上觀察到的就是不同波長對應的干涉光強變化曲線,。可以配合不同的軟件進行分析和數據處理，例如建立數據庫,、統(tǒng)計數據等,；高速膜厚儀哪個品牌好

這種膜厚儀可以測量大氣壓下 。納米級膜厚儀測量方法

由于不同性質和形態(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,。將各測量特點總結所示,，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,，橢圓偏振法結果更加可靠?；诎坠飧缮嬖淼墓鈱W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技術處理白光干涉的圖樣，得到待測薄膜厚度,。本章在詳細研究白光干涉測量技術的常用解調方案,、解調原理及其局限性的基礎上，分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調方案不適用于極短光程差測量的結論,。在此基礎上,，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技術。納米級膜厚儀測量方法