白光干涉的相干原理早在1975年就已經(jīng)被提出,隨后于1976年在光纖通信領(lǐng)域中獲得了實現(xiàn)。1983年,BrianCulshaw的研究小組報道了白光干涉技術(shù)在光纖傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨后在1984年,報道了基于白光干涉原理的完整的位移傳感系統(tǒng)。該研究成果證明了白光干涉技術(shù)可以被用于測量能夠轉(zhuǎn)換成位移的物理參量。此后的幾年間,白光干涉應(yīng)用于溫度、壓力等的研究相繼被報道。自上世紀(jì)九十年代以來,白光干涉技術(shù)快速發(fā)展,提供了實現(xiàn)測量的更多的解決方案。近幾年以來,由于傳感器設(shè)計與研制的進步,信號處理新方案的提出,以及傳感器的多路復(fù)用等技術(shù)的發(fā)展,使得白光干涉測量技術(shù)的發(fā)展更加迅速。隨著技術(shù)的進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴展。膜厚儀供貨
晶圓對于半導(dǎo)體器件至關(guān)重要,膜厚是影響晶圓物理性質(zhì)的重要參數(shù)之一。通常對膜厚的測量有橢圓偏振法、探針法、光學(xué)法等,橢偏法設(shè)備昂貴,探針法又會損傷晶圓表面。利用光學(xué)原理進行精密測試,一直是計量和測試技術(shù)領(lǐng)域中的主要方法之一,在光學(xué)測量領(lǐng)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(zhì)是以光波的波長作為單位來進行計量的,現(xiàn)代的干涉測試與計量技術(shù)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(shù),如:長度、寬度、直徑、表面粗糙度、面積、角度等。高速膜厚儀制造廠家該儀器的使用需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗,操作前需要進行充分的培訓(xùn)和實踐。
本文溫所研究的鍺膜厚度約300nm,導(dǎo)致其白光干涉輸出光譜只有一個干涉峰,此時常規(guī)基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案(如峰峰值法等)將不再適用。為此,我們提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案,并設(shè)計搭建了膜厚測量系統(tǒng)。溫度測量實驗結(jié)果表明,峰值波長與溫度變化之間具有良好的線性關(guān)系。利用該測量方案,我們測得實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,實驗誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移。通過對納米級薄膜厚度的測量方案研究,實現(xiàn)了對鍺膜和金膜的厚度測量。本文主要的創(chuàng)新點是提出了白光干涉單峰值波長移動的解調(diào)方案,并將其應(yīng)用于極短光程差的測量。
白光干涉測量技術(shù),也被稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù),使用的是低相干的寬譜光源,例如發(fā)光二極管、超輻射發(fā)光二極管等。同所有的光學(xué)干涉原理一樣,白光干涉同樣是通過觀察干涉圖樣的變化來分析干涉光程差的變化,進而通過各種解調(diào)方案實現(xiàn)對待測物理量的測量。采用寬譜光源的優(yōu)點是由于白光光源的相干長度很小(一般為幾微米到幾十微米之間),所有波長的零級干涉條紋重合于主極大值,即中心條紋,與零光程差的位置對應(yīng)。中心零級干涉條紋的存在使測量有了一個可靠的位置的參考值,從而只用一個干涉儀即可實現(xiàn)對被測物理量的測量,克服了傳統(tǒng)干涉儀無法實現(xiàn)測量的缺點。同時,相比于其他測量技術(shù),白光干涉測量方法還具有對環(huán)境不敏感、抗干擾能力強、測量的動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點。目前,經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展,白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力、應(yīng)變、溫度、位移等等測量領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。白光干涉膜厚儀是用于測量薄膜厚度的一種儀器,可用于透明薄膜和平行表面薄膜的測量。
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,光強度將達到最大值。為了探測兩個光束之間的零光程差位置,需要使用精密Z向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動,或移動載物臺。在垂直掃描過程中,可以用探測器記錄下干涉光強,得到白光干涉信號強度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。通過干涉圖像序列中某波長處的白光信號強度隨光程差變化的示意圖,可以找到光強極大值位置,即為零光程差位置。通過精確確定零光程差位置,可以實現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量。同時,通過確定最大值對應(yīng)的Z向位置,也可以獲得被測樣品表面的三維高度。隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和拓展。蘇州膜厚儀定做價格
白光干涉膜厚儀是一種可用于測量薄膜厚度的儀器,適用于透明薄膜和平行表面薄膜的測量。膜厚儀供貨
光具有相互疊加的特性,發(fā)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,并產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化。干涉測量需要滿足三個相干條件:頻率一致、振動方向一致、相位差穩(wěn)定一致。與激光光源相比,白光光源的相干長度較短,通常在幾微米到幾十微米內(nèi)。白光干涉的條紋有一個固定的位置,對應(yīng)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。通過探測光強最大值,可以實現(xiàn)樣品表面位移的精密測量。白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等技術(shù),具有抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等優(yōu)點,并廣泛應(yīng)用于薄膜三維形貌測量和薄膜厚度精密測量等領(lǐng)域。膜厚儀供貨