白光掃描干涉法采用白光為光源，壓電陶瓷驅(qū)動參考鏡進(jìn)行掃描，干涉條紋掃過被測面，通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。對于薄膜的測量，上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過一次測量得到，但是由于薄膜上下表面的反射，會使提取出來的白光干涉信號出現(xiàn)雙峰形式，變得更復(fù)雜。另外，由于白光掃描法需要掃描過程，因此測量時(shí)間較長而且易受外界干擾?；趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法，實(shí)現(xiàn)了對雙峰干涉信號的自動分離，實(shí)現(xiàn)了薄膜厚度的測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對薄膜的各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合測量和分析。高精度膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)
在納米量級薄膜的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)中，薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計(jì)和制備過程中的重要參數(shù)，是決定薄膜性質(zhì)和性能的基本參量之一，它對于薄膜的力學(xué)、光學(xué)和電磁性能等都有重要的影響[3]。但是由于納米量級薄膜的極小尺寸及其突出的表面效應(yīng)，使得對其厚度的準(zhǔn)確測量變得困難。經(jīng)過眾多科研技術(shù)人員的探索和研究，新的薄膜厚度測量理論和測量技術(shù)不斷涌現(xiàn)，測量方法實(shí)現(xiàn)了從手動到自動，有損到無損測量。由于待測薄膜材料的性質(zhì)不同，其適用的厚度測量方案也不盡相同。對于厚度在納米量級的薄膜，利用光學(xué)原理的測量技術(shù)應(yīng)用。相比于其他方法，光學(xué)測量方法因?yàn)榫哂芯雀撸俣瓤?，無損測量等優(yōu)勢而成為主要的檢測手段。其中具有代表性的測量方法有干涉法，光譜法，橢圓偏振法，棱鏡耦合法等。品牌膜厚儀產(chǎn)品原理白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過對干涉圖像的分析實(shí)現(xiàn)對薄膜的形貌變化的測量和分析。
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(shí)，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(shí)，均近似地認(rèn)為，δ’是指入射光波在光疏介質(zhì)中前進(jìn)，遇到光密介質(zhì)i的界面時(shí)，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(yán)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(shí)，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(shí)，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)．
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(shí)，光強(qiáng)度將達(dá)到最大值。為探測兩個光束之間的零光程差位置，需要精密Z軸向運(yùn)動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動或移動載物臺，垂直掃描過程中，用探測器記錄下干涉光強(qiáng)，可得白光干涉信號強(qiáng)度與Z向掃描位置（兩光束光程差）之間的變化曲線。干涉圖像序列中某波長處的白光信號強(qiáng)度隨光程差變化示意圖，曲線中光強(qiáng)極大值位置即為零光程差位置，通過零過程差位置的精密定位，即可實(shí)現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量；通過確定最大值對應(yīng)的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度?？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。
白光干涉頻域解調(diào)是利用頻域分析解調(diào)信號的一種方法。與時(shí)域解調(diào)裝置相比，測量裝置幾乎相同，只需將光強(qiáng)測量裝置更換為光譜儀或CCD。由于時(shí)域解調(diào)中接收到的信號是一定范圍內(nèi)所有波長光強(qiáng)疊加，因此將頻譜信號中各個波長的光強(qiáng)疊加起來即可得到它對應(yīng)的時(shí)域接收信號。因此，頻域的白光干涉條紋不僅包含了時(shí)域白光干涉條紋的所有信息，而且包括了時(shí)域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中，當(dāng)兩束相干光的光程差遠(yuǎn)大于光源的相干長度時(shí)，仍然可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內(nèi)部的光柵具有分光作用，可以將寬譜光變成窄帶光譜，從而增加光譜的相干長度。這種解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是整個測量系統(tǒng)中沒有使用機(jī)械掃描部件，因此在測量的穩(wěn)定性和可靠性方面得到了顯著提高。常見的頻域解調(diào)方法包括峰峰值檢測法、傅里葉解調(diào)法和傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于半導(dǎo)體制造中的薄膜厚度控制。國產(chǎn)膜厚儀推薦
膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來實(shí)現(xiàn)這一目的。高精度膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)
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(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(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。高精度膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)