光具有傳播的特性，不同波列在相遇的區(qū)域，振動(dòng)將相互疊加，是各列光波獨(dú)自在該點(diǎn)所引起的振動(dòng)矢量和。兩束光要發(fā)生干涉，應(yīng)必須滿足三個(gè)相干條件，即：頻率一致、振動(dòng)方向一致、相位差恒定。發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動(dòng)加強(qiáng)，而在另一些地方振動(dòng)減弱，產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化。任何干涉測(cè)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(nèi)，通常都很短，更為重要的是，白光光源產(chǎn)生的干涉條紋具有一個(gè)典型的特征：即條紋有一個(gè)固定不變的位置，該固定位置對(duì)應(yīng)于光程差為零的平衡位置，并在該位置白光輸出光強(qiáng)度具有最大值，并通過探測(cè)該光強(qiáng)最大值，可實(shí)現(xiàn)樣品表面位移的精密測(cè)量。此外，白光光源具有系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好且動(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。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(xué)測(cè)量技術(shù)在薄膜三維形貌測(cè)量、薄膜厚度精密測(cè)量等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。白光干涉膜厚儀的應(yīng)用非常廣，特別是在半導(dǎo)體、光學(xué)、電子和化學(xué)等領(lǐng)域。怎樣選擇膜厚儀

目前，應(yīng)用的顯微干涉方式主要有Mirau顯微干涉和Michelson顯微干涉兩張方式。在Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中物鏡和被測(cè)樣品之間有兩塊平板，一個(gè)是涂覆有高反射膜的平板作為參考鏡，另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡，由于參考鏡位于物鏡和被測(cè)樣品之間，從而使物鏡外殼更加緊湊，工作距離相對(duì)而言短一些，其倍率一般為10-50倍，Mirau顯微干涉物鏡參考端使用與測(cè)量端相同顯微物鏡，因此沒有額外的光程差。是常用的方法之一。怎樣選擇膜厚儀可以配合不同的軟件進(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。

在初始相位為零的情況下，當(dāng)被測(cè)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。為了探測(cè)兩個(gè)光束之間的零光程差位置，需要使用精密Z向運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動(dòng)，或移動(dòng)載物臺(tái)。在垂直掃描過程中，可以用探測(cè)器記錄下干涉光強(qiáng)，得到白光干涉信號(hào)強(qiáng)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(hào)強(qiáng)度隨光程差變化的示意圖，可以找到光強(qiáng)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(shí)現(xiàn)樣品表面相對(duì)位移的精密測(cè)量。同時(shí)，通過確定最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置，也可以獲得被測(cè)樣品表面的三維高度。

晶圓對(duì)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(duì)膜厚的測(cè)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(huì)損傷晶圓表面。利用光學(xué)原理進(jìn)行精密測(cè)試，一直是計(jì)量和測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域中的主要方法之一，在光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域，基于干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)已成為物理量檢測(cè)中十分精確的系統(tǒng)之一。光的干涉計(jì)量與測(cè)試本質(zhì)是以光波的波長作為單位來進(jìn)行計(jì)量的，現(xiàn)代的干涉測(cè)試與計(jì)量技術(shù)已能達(dá)到一個(gè)波長的幾百分之一的測(cè)量精度，干涉測(cè)量的更大特點(diǎn)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(cè)試都是非接觸的，不會(huì)對(duì)被測(cè)件帶來表面損傷和附加誤差；測(cè)量對(duì)象較廣，并不局限于金屬或非金屬；可以檢測(cè)多參數(shù)，如：長度、寬度、直徑、表面粗糙度、面積、角度等。白光干涉膜厚儀可以配合不同的軟件進(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。

光鏡和參考板組成，光源發(fā)出的光經(jīng)過顯微鏡后被分光棱鏡分成兩部分，一束作為參考光入射到參考鏡并反射，另一束作為測(cè)量光入射到樣品表面被反射，兩束反射光反射到分光棱鏡并發(fā)生干涉。由于實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)節(jié)樣品與被測(cè)樣品的角度，以便更好進(jìn)行測(cè)量，5XMichelson型干涉物鏡可以通過其配置的兩個(gè)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，旋鈕能夠在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)參考鏡角度，可以調(diào)節(jié)到理想角度。光纖在測(cè)試系統(tǒng)中負(fù)責(zé)傳光，將顯微鏡視場(chǎng)干涉信號(hào)傳輸?shù)轿⑿凸庾V儀。系統(tǒng)選用光纖為海洋光學(xué)公司生產(chǎn)的高級(jí)光纖組件，光纖連接線的內(nèi)層為硅樹脂包裹的單線鋼圈，外層為諾梅克斯編織物，以求更好地減輕應(yīng)力并起到有效的保護(hù)作用。該組件末段是易于操作的金屬環(huán)---高精密度的SMA連接器。光纖一端與適配器連接，另一端與微型光譜儀連接，以將干涉光信號(hào)傳入光譜儀中。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進(jìn)一步提高；國內(nèi)膜厚儀產(chǎn)品使用誤區(qū)

精度高的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。怎樣選擇膜厚儀

利用包絡(luò)線法計(jì)算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度，但還存在很多不足，包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動(dòng)，要求在測(cè)量波段內(nèi)存在多個(gè)干涉極值點(diǎn)，且干涉極值點(diǎn)足夠多，精度才高。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點(diǎn)建立的，在沒有正確方法建立包絡(luò)線時(shí)，通常使用拋物線插值法建立，這樣造成的誤差較大。包絡(luò)法對(duì)測(cè)量對(duì)象要求高，如果薄膜較薄或厚度不足情況下，會(huì)造成干涉條紋減少，干涉波峰個(gè)數(shù)較少，要利用干涉極值點(diǎn)建立包絡(luò)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(zhǔn)確度。其次，薄膜吸收的強(qiáng)弱也會(huì)影響該方法的準(zhǔn)確度，對(duì)于吸收較強(qiáng)的薄膜，隨干涉條紋減少，極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線，該方法就不再適用。因此，包絡(luò)法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。怎樣選擇膜厚儀