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測量薄膜厚度 膜厚儀

來源: 發(fā)布時間:2024-08-18

利用包絡(luò)線法計(jì)算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度 ,但目前看來包絡(luò)法還存在很多不足,包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動,要求在測量波段內(nèi)存在多個干涉極值點(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,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(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)弱也會影響該方法的準(zhǔn)確度,對于吸收較強(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。Michelson干涉儀的光路長度是影響儀器精度的重要因素。測量薄膜厚度 膜厚儀

自上世紀(jì)60年代起 ,利用X及β射線、近紅外光源開發(fā)的在線薄膜測厚系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于西方先進(jìn)國家的工業(yè)生產(chǎn)線中。20世紀(jì)70年代后,為滿足日益增長的質(zhì)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(shù)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(shù)取得巨大突破,以橢圓偏振法和光度法為展示的光學(xué)檢測技術(shù)以高精度、低成本、輕便環(huán)保、高速穩(wěn)固為研發(fā)方向不斷迭代更新,迅速占領(lǐng)日用電器及工業(yè)生產(chǎn)市場,并發(fā)展出依據(jù)用戶需求個性化定制產(chǎn)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(tǒng)不僅具有百納米級的測量準(zhǔn)確度及分辨力以外,還要求測量系統(tǒng)在存在不規(guī)則環(huán)境干擾的工業(yè)現(xiàn)場下,具備較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。納米級膜厚儀品牌企業(yè)白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)元件制造中的薄膜厚度控制。

薄膜作為一種特殊的微結(jié)構(gòu) ,近年來在電子學(xué) 、摩擦學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用,薄膜的測試技術(shù)變得越來越重要。尤其是在厚度這一特定方向上,尺寸很小,基本上都是微觀可測量。因此,在微納測量領(lǐng)域中,薄膜厚度的測試是一個非常重要而且很實(shí)用的研究方向。在工業(yè)生產(chǎn)中,薄膜的厚度直接關(guān)系到薄膜能否正常工作。在半導(dǎo)體工業(yè)中,膜厚的測量是硅單晶體表面熱氧化厚度以及平整度質(zhì)量控制的重要手段。薄膜的厚度影響薄膜的電磁性能、力學(xué)性能和光學(xué)性能等,所以準(zhǔn)確地測量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù)。

為限度提高靶丸內(nèi)爆壓縮效率 ,期望靶丸所有幾何參數(shù)、物性參數(shù)均為理想球?qū)ΨQ狀態(tài)。因此,需要對靶丸殼層厚度分布進(jìn)行精密的檢測。靶丸殼層厚度常用的測量手法有X射線顯微輻照法、激光差動共焦法、白光干涉法等。下面分別介紹了各個方法的特點(diǎn)與不足,以及各種測量方法的應(yīng)用領(lǐng)域。白光干涉法[30]是以白光作為光源,寬光譜的白光準(zhǔn)直后經(jīng)分光棱鏡分成兩束光,一束光入射到參考鏡。一束光入射到待測樣品。由計(jì)算機(jī)控制壓電陶瓷(PZT)沿Z軸方向進(jìn)行掃描,當(dāng)兩路之間的光程差為零時,在分光棱鏡匯聚后再次被分成兩束,一束光通過光纖傳輸,并由光譜儀收集,另一束則被傳遞到CCD相機(jī),用于樣品觀測。利用光譜分析算法對干涉信號圖進(jìn)行分析得到薄膜的厚度。該方法能應(yīng)用靶丸殼層壁厚的測量,但是該測量方法需要已知靶丸殼層材料的折射率,同時,該方法也難以實(shí)現(xiàn)靶丸殼層厚度分布的測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析 。

光纖白光干涉測量使用的是寬譜光源 。光源的輸出光功率和中心波長的穩(wěn)定性是光源選取時需要重點(diǎn)考慮的參數(shù)。論文所設(shè)計(jì)的解調(diào)系統(tǒng)是通過檢測干涉峰值的中心波長的移動實(shí)現(xiàn)的,所以光源中心波長的穩(wěn)定性將對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。實(shí)驗(yàn)中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產(chǎn)的SLED光源,相對于一般的寬帶光源具有輸出功率高、覆蓋光譜范圍寬等特點(diǎn)。該光源采用+5V的直流供電,標(biāo)定中心波長為1550nm,且其輸出功率在一定范圍內(nèi)是可調(diào)的,驅(qū)動電流可以達(dá)到600mA。操作需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn),需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐。防水膜厚儀

通過測量反射光的干涉來計(jì)算膜層厚度,利用膜層與底材的反射率和相位差來實(shí)現(xiàn)測量。測量薄膜厚度 膜厚儀

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(xiàng)技術(shù)主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)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(yīng)的長度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù),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(huán)境對它的影響。此項(xiàng)技術(shù)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(jīng)過分光棱鏡,被分成兩束光,這兩束光分別入射到參考面和被測物體,反射回來后經(jīng)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(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結(jié)合起來,形成了一種精度高而且速度快的測量方法。測量薄膜厚度 膜厚儀