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國內膜厚儀制造廠家

來源: 發布時間:2024-03-05

傅里葉變換是白光頻域解調方法中的一種低精度信號解調方法,初由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調。該解調方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,并得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調方案的優勢是解調速度快,受干擾信號影響較小,但精度不高。根據數字信號處理FFT理論,若輸入光源波長范圍為[λ1,λ2],則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2-λ1),因此該方法主要應用于解調精度要求不高的場合。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進。該方法總結起來是對采集到的光譜信號進行傅里葉變換,然后濾波、提取主頻信號,接著進行逆傅里葉變換、對數運算,之后取其虛部進行相位反包裹運算,從而通過得到的相位來獲得干涉儀的光程差。經實驗證明,該方法測量精度比傅里葉變換方法更高。高精度的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結構。國內膜厚儀制造廠家

白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向,此項技術主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉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,就能夠得到相應的長度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術,它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,而且也減小了環境對它的影響。此項技術能夠測量距離、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,如果此時被測物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號當中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結合起來,形成了一種精度高而且速度快的測量方法。高精度膜厚儀定做價格該儀器的使用需要一定的專業技能和經驗,操作前需要進行充分的培訓和實踐。

光具有傳播的特性,不同波列在相遇的區域,振動將相互疊加,是各列光波獨自在該點所引起的振動矢量和。兩束光要發生干涉,應必須滿足三個相干條件,即:頻率一致、振動方向一致、相位差恒定。發生干涉的兩束光在一些地方振動加強,而在另一些地方振動減弱,產生規則的明暗交替變化。任何干涉測量都是完全建立在這種光波典型特性上的。下圖分別表示干涉相長和干涉相消的合振幅。與激光光源相比,白光光源的相干長度在幾微米到幾十微米內,通常都很短,更為重要的是,白光光源產生的干涉條紋具有一個典型的特征:即條紋有一個固定不變的位置,該固定位置對應于光程差為零的平衡位置,并在該位置白光輸出光強度具有最大值,并通過探測該光強最大值,可實現樣品表面位移的精密測量。此外,白光光源具有系統抗干擾能力強、穩定性好且動態范圍大、結構簡單,成本低廉等優點。因此,白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等基于白光干涉的光學測量技術在薄膜三維形貌測量、薄膜厚度精密測量等領域得以廣泛應用。

自上世紀60年代起,利用X及β射線、近紅外光源開發的在線薄膜測厚系統廣泛應用于西方先進國家的工業生產線中。到20世紀70年代后,為滿足日益增長的質檢需求,電渦流、電磁電容、超聲波、晶體振蕩等多種膜厚測量技術相繼問世。90年代中期,隨著離子輔助、離子束濺射、磁控濺射、凝膠溶膠等新型薄膜制備技術取得巨大突破,以橢圓偏振法和光度法為展示的光學檢測技術以高精度、低成本、輕便環保、高速穩固為研發方向不斷迭代更新,迅速占領日用電器及工業生產市場,并發展出依據用戶需求個性化定制產品的能力。其中,對于市場份額占比較大的微米級薄膜,除要求測量系統不僅具有百納米級的測量準確度及分辨力以外,還要求測量系統在存在不規則環境干擾的工業現場下,具備較高的穩定性和抗干擾能力。白光干涉膜厚儀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、統計數據等。

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現納米級薄膜厚度的準確測量,研究對象為半導體鍺和貴金屬金兩種材料。由于不同材料薄膜的特性差異,所適用的測量方法也會有所不同。對于折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的半導體鍺膜,采用白光干涉的測量方法;而對于厚度更薄的金膜,由于其折射率為復數,且具有表面等離子體效應,所以采用基于表面等離子體共振的測量方法會更合適。為了進一步提高測量精度,本文還研究了外差干涉測量法,通過引入高精度的相位解調手段來檢測P光與S光之間的相位差,以提高厚度測量的精度。白光干涉膜厚儀是一種用來測量透明和平行表面薄膜厚度的儀器。光干涉膜厚儀主要功能與優勢

白光干涉膜厚儀需要進行校準和選擇合適的標準樣品,以保證測量結果的準確性。國內膜厚儀制造廠家

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已成為物理量檢測中十分精確的系統之一。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。國內膜厚儀制造廠家