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小型膜厚儀定做

來源: 發(fā)布時(shí)間:2024-08-19

光譜法是以光的干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的一種薄膜厚度測量方法 ,分為反射法和透射法兩類[12]。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會(huì)引起多光束干涉效應(yīng),不同特性的薄膜材料的反射率和透過率曲線是不同的,并且在全光譜范圍內(nèi)與厚度之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此,根據(jù)這一光譜特性可以得到薄膜的厚度以及光學(xué)參數(shù)。光譜法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)測量多個(gè)參數(shù)且可以有效的排除解的多值性,測量范圍廣,是一種無損測量技術(shù);缺點(diǎn)是對(duì)樣品薄膜表面條件的依賴性強(qiáng),測量穩(wěn)定性較差,因而測量精度不高;對(duì)于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,這種方法主要應(yīng)用于有機(jī)薄膜的厚度測量。Michelson干涉儀的光路長度是影響儀器精度的重要因素。小型膜厚儀定做

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(gè)性化定制產(chǎn)品的能力。其中,對(duì)于市場份額占比較大的微米級(jí)薄膜,除要求測量系統(tǒng)不僅具有百納米級(jí)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。薄膜膜厚儀廠家現(xiàn)貨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 。

論文主要以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對(duì)象 ,研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度準(zhǔn)確測量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同,所適用的測量方法也不同。半導(dǎo)體鍺膜具有折射率高,在通信波段(1550nm附近)不透明的特點(diǎn),選擇采用白光干涉的測量方法;而厚度更薄的金膜的折射率為復(fù)數(shù),且能激發(fā)的表面等離子體效應(yīng),因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法;為了進(jìn)一步改善測量的精度,論文還研究了外差干涉測量法,通過引入高精度的相位解調(diào)手段,檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度。

基于表面等離子體共振傳感的測量方案 ,利用共振曲線的三個(gè)特征參量—共振角、半高寬和反射率小值,通過反演計(jì)算得到待測金屬薄膜的厚度。該測量方案可同時(shí)得到金屬薄膜的介電常數(shù)和厚度,操作方法簡單。我們利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),測得金膜在入射光波長分別為632.8nm和652.1nm時(shí)的共振曲線,由此得到金膜的厚度為55.2nm。由于該方案是一種強(qiáng)度測量方案,測量精度受環(huán)境影響較大,且測量結(jié)果存在多值性的問題,所以我們進(jìn)一步對(duì)偏振外差干涉的改進(jìn)方案進(jìn)行了理論分析,根據(jù)P光和S光之間相位差的變化實(shí)現(xiàn)厚度測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以在不同環(huán)境下進(jìn)行測量。

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,例如超輻射發(fā)光二極管、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(jìn)而通過各種解調(diào)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)待測物理量的測量。采用寬譜光源的優(yōu)點(diǎn)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(jí)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(duì)應(yīng)。中心零級(jí)干涉條紋的存在使測量有了一個(gè)可靠的位置的參考值,從而只用一個(gè)干涉儀即可實(shí)現(xiàn)對(duì)被測物理量的測量,克服了傳統(tǒng)干涉儀無法實(shí)現(xiàn)測量的缺點(diǎn)。同時(shí),相比于其他測量技術(shù),白光干涉測量方法還具有對(duì)環(huán)境不敏感、抗干擾能力強(qiáng)、測量的動(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。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、溫度、應(yīng)變、位移等等測量領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。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。國產(chǎn)膜厚儀行情

白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用至關(guān)重要。小型膜厚儀定做

自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來 ,人們在理論和實(shí)驗(yàn)上展開了討論和研究。結(jié)果表明,動(dòng)態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,應(yīng)用于光學(xué)信號(hào)處理和加密領(lǐng)域。在論文中,我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動(dòng)的解調(diào)方案,可以用于當(dāng)光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰時(shí)的信號(hào)解調(diào),實(shí)現(xiàn)納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中,當(dāng)干涉光程差超過光源相干長度的時(shí)候,仍然可以觀察到干涉條紋。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加,每一列單色光的相干長度都是無限的。當(dāng)我們使用光譜儀來接收干涉光譜時(shí),由于光譜儀光柵的分光作用,將寬光譜的白光變成了窄帶光譜,從而使相干長度發(fā)生變化。小型膜厚儀定做