高精度膜厚儀精度

來源: 發(fā)布時間:2024-02-01

由于靶丸自身特殊的特點和極端的實驗條件,使得靶丸參數(shù)的測試工作變得異常復雜。光學測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優(yōu)勢,因此成為了測量靶丸參數(shù)的常用方式。目前常用于靶丸幾何參數(shù)或光學參數(shù)測量的方法有白光干涉法、光學顯微干涉法、激光差動共焦法等。然而,靶丸殼層折射率是沖擊波分時調控實驗研究中的重要參數(shù),因此對其進行精密測量具有重要意義。 常用的折射率測量方法有橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。廣泛應用于電子、半導體、光學、化學等領域,為研究和開發(fā)提供了有力的手段。高精度膜厚儀精度

白光掃描干涉法可以避免色光相移干涉法測量的局限性。該方法利用白光作為光源,由于白光是一種寬光譜的光源,相干長度相對較短,因此發(fā)生干涉的位置范圍很小。在白光干涉時,存在一個確定的零位置,當測量光和參考光的光程相等時,所有波長的光均會發(fā)生相長干涉,此時可以觀察到一個明亮的零級條紋,同時干涉信號也達到最大值。通過分析這個干涉信號,可以得到被測物體的幾何形貌。白光掃描干涉術是通過測量干涉條紋來完成的,而干涉條紋的清晰度直接影響測試精度。因此,為了提高精度,需要更為復雜的光學系統(tǒng),這使得條紋的測量變得費力費時。測量膜厚儀使用方法隨著技術的進步和應用領域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提升和擴展。

微納制造技術的發(fā)展推動著檢測技術進入微納領域,微結構和薄膜結構作為微納器件的重要部分,在半導體、航天航空、醫(yī)學、現(xiàn)代制造等領域得到了廣泛應用。由于微小和精細的特征,傳統(tǒng)的檢測方法無法滿足要求。白光干涉法被廣泛應用于微納檢測領域,具有非接觸、無損傷、高精度等特點。另外,光譜測量具有高效率和測量速度快的優(yōu)點。因此,這篇文章提出了一種白光干涉光譜測量方法,并構建了相應的測量系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的白光掃描干涉方法,這種方法具有更強的環(huán)境噪聲抵御能力,并且測量速度更快。

光譜擬合法易于測量具有應用領域,由于使用了迭代算法,因此該方法的優(yōu)缺點在很大程度上取決于所選擇的算法。隨著各種全局優(yōu)化算法的引入,遺傳算法和模擬退火算法等新算法被用于薄膜參數(shù)的測量。其缺點是不夠實用,該方法需要一個較好的薄膜的光學模型(包括色散系數(shù)、吸收系數(shù)、多層膜系統(tǒng)),但是在實際測試過程中,薄膜的色散和吸收的公式會有出入,尤其是對于多層膜體系,建立光學模型非常困難,無法用公式準確地表示出來。在實際應用中只能使用簡化模型,因此,通常全光譜擬合法不如極值法有效。另外該方法的計算速度慢也不能滿足快速計算的要求。操作需要一定的專業(yè)素養(yǎng)和經驗,需要進行充分的培訓和實踐。

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入到顯微干涉物鏡后,被分光鏡分成兩部分,一個部分入射到固定的參考鏡,一部分入射到樣品表面,當參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后,再次匯聚產生干涉條紋,干涉光通過透鏡后,利用電荷耦合器(CCD)可探測整個視場內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,可獲得一系列的干涉圖像。根據(jù)干涉圖像序列中對應點的光強隨光程差變化曲線,可得該點的Z向相對位移;然后,由CCD圖像中每個像素點光強最大值對應的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。增加光路長度可以提高儀器分辨率,但同時也會更容易受到振動等干擾,需要采取降噪措施。微米級膜厚儀制作廠家

Michelson干涉儀的光路長度決定了儀器的精度。高精度膜厚儀精度

薄膜在現(xiàn)代光學、電子、醫(yī)療、能源和建材等技術領域得到廣泛應用,可以提高器件性能。但是由于薄膜制備工藝和生產環(huán)境等因素的影響,成品薄膜存在厚度分布不均和表面粗糙度大等問題,導致其光學和物理性能無法達到設計要求,嚴重影響其性能和應用。因此,需要開發(fā)出精度高、體積小、穩(wěn)定性好的測量系統(tǒng)以滿足微米級工業(yè)薄膜的在線檢測需求。當前的光學薄膜測厚方法無法同時兼顧高精度、輕小體積和合理的成本,而具有納米級測量分辨率的商用薄膜測厚儀器價格昂貴、體積大,無法滿足工業(yè)生產現(xiàn)場的在線測量需求。因此,提出了一種基于反射光譜原理的高精度工業(yè)薄膜厚度測量解決方案,研發(fā)了小型化、低成本的薄膜厚度測量系統(tǒng),并提出了一種無需標定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計算算法。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)微米級工業(yè)薄膜的厚度測量。高精度膜厚儀精度