為了分析白光反射光譜的測量范圍,開展了不同壁厚的靶丸殼層白光反射光譜測量實驗。圖是不同殼層厚度靶丸的白光反射光譜測量曲線,如圖所示,對于殼層厚度30μm的靶丸,其白光反射光譜各譜峰非常密集、干涉級次數值大;此外,由于靶丸殼層的吸收,壁厚較大的靶丸信號強度相對較弱。隨著靶丸殼層厚度的進一步增加,其白光反射光譜各譜峰將更加密集,難以實現對各干涉譜峰波長的測量。為實現較大厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,需采用紅外的寬譜光源和光譜探測器。對于殼層厚度為μm的靶丸,測量的波峰相對較少,容易實現靶丸殼層白光反射光譜譜峰波長的準確測量;隨著靶丸殼層厚度的進一步減小,兩干涉信號之間的光程差差異非常小,以至于他們的光譜信號中只有一個干涉波峰,基于峰值探測的白光反射光譜方法難以實現其厚度的測量;為實現較小厚度靶丸殼層厚度的白光反射光譜測量,可采用紫外的寬譜光源和光譜探測器提升其探測厚度下限。 白光干涉膜厚測量技術可以對不同材料的薄膜進行聯合測量和分析。宜春怎樣選擇膜厚儀
利用包絡線法計算薄膜的光學常數和厚度,但目前看來包絡法還存在很多不足,包絡線法需要產生干涉波動,要求在測量波段內存在多個干涉極值點,且干涉極值點足夠多,精度才高。理想的包絡線是根據聯合透射曲線的切點建立的,在沒有正確方法建立包絡線時,通常使用拋物線插值法建立,這樣造成的誤差較大。包絡法對測量對象要求高,如果薄膜較薄或厚度不足情況下,會造成干涉條紋減少,干涉波峰個數較少,要利用干涉極值點建立包絡線就越困難,且利用拋物線插值法擬合也很困難,從而降低該方法的準確度。其次,薄膜吸收的強弱也會影響該方法的準確度,對于吸收較強的薄膜,隨干涉條紋減少,極大值與極小值包絡線逐漸匯聚成一條曲線,該方法就不再適用。因此,包絡法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。永州膜厚儀性價比高白光干涉膜厚測量技術可以通過對干涉曲線的分析實現對薄膜的厚度和形貌的聯合測量和分析。
由于不同性質和形態的薄膜對系統的測量量程和精度的需求不盡相同,因而多種測量方法各有優缺,難以一概而論。將上述各測量特點總結如表1-1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。
干涉法與分光光度法都是利用相干光形成等厚干涉條紋的原理來確定薄膜厚度和折射率,然而與薄膜自發產生的等傾干涉不同,干涉法是通過設置參考光路,形成與測量光路間的干涉條紋,因此其相位信息包含兩個部分,分別是由參考平面和測量平面間掃描高度引起的附加相位和由透明薄膜內部多次反射引起的膜厚相位。干涉法測量光路使用面陣CCD接收參考平面和測量平面間相干波面的干涉光強分布,不同于以上三種點測量方式,可一次性生成薄膜待測區域的表面形貌信息,但同時由于存在大量軸向掃描和數據解算,完成單次測量的時間相對較長。白光干涉膜厚測量技術可以實現對復雜薄膜結構的測量。
微納制造技術的發展推動著檢測技術向微納領域進軍,微結構和薄膜結構作為微納器件中的重要組成部分,在半導體、醫學、航天航空、現代制造等領域得到了廣泛的應用,由于其微小和精細的特征,傳統檢測方法不能滿足要求。白光干涉法具有非接觸、無損傷、高精度等特點,被廣泛應用在微納檢測領域,另外光譜測量具有高效率、測量速度快的優點。因此,本文提出了白光干涉光譜測量方法并搭建了測量系統。和傳統白光掃描干涉方法相比,其特點是具有較強的環境噪聲抵御能力,并且測量速度較快。白光干涉膜厚測量技術的研究主要集中在實驗方法的優化和算法的改進上。潛江新品膜厚儀
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。宜春怎樣選擇膜厚儀
對同一靶丸相同位置進行白光垂直掃描干涉,圖4-3是靶丸的垂直掃描干涉示意圖,通過控制光學輪廓儀的運動機構帶動干涉物鏡在垂直方向上的移動,從而測量到光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達基底直接反射回參考鏡的光線之間的光程差,顯然,當一束平行光穿過靶丸后,偏離靶丸中心越遠的光線,測量到的有效壁厚越大,其光程差也越大,但這并不表示靶丸殼層的厚度,當垂直穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對應靶丸的上、下殼層的厚度。宜春怎樣選擇膜厚儀