光纖白光干涉測量使用的是寬譜光源。在選擇光源時，需要重點考慮光源的輸出光功率和中心波長的穩(wěn)定性。由于本文所設(shè)計的解調(diào)系統(tǒng)是通過測量干涉峰值的中心波長移動來實現(xiàn)的，因此光源中心波長的穩(wěn)定性對實驗結(jié)果會產(chǎn)生很大的影響。實驗中我們選擇使用由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、覆蓋光譜范圍寬等優(yōu)點。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)可調(diào)。驅(qū)動電流可以達到600mA。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 。國產(chǎn)膜厚儀調(diào)試

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。高精度膜厚儀標(biāo)價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。

在白光干涉中，當(dāng)光程差為零時，會出現(xiàn)零級干涉條紋。隨著光程差的增加，光源譜寬范圍內(nèi)的每條譜線形成的干涉條紋之間會發(fā)生偏移，疊加后整體效果導(dǎo)致條紋對比度降低。白光干涉原理的測量系統(tǒng)精度高，可以進行測量。采用白光干涉原理的測量系統(tǒng)具有抗干擾能力強、動態(tài)范圍大、快速檢測和結(jié)構(gòu)簡單緊湊等優(yōu)點。雖然普通的激光干涉與白光干涉有所區(qū)別，但它們也具有許多共同之處。我們可以將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加，而在頻域上觀察到的就是不同波長對應(yīng)的干涉光強變化曲線。

在白光反射光譜探測模塊中，入射光經(jīng)過分光鏡1分光后 ，一部分光通過物鏡聚焦到靶丸表面 ，靶丸殼層上、下表面的反射光經(jīng)過物鏡、分光鏡1、聚焦透鏡、分光鏡2后，一部分光聚焦到光纖端面并到達光譜儀探測器，可實現(xiàn)靶丸殼層白光干涉光譜的測量，一部分光到達CCD探測器，可獲得靶丸表面的光學(xué)圖像。靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊和三維運動模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度轉(zhuǎn)位以及靶丸位置的輔助調(diào)整，測量過程中，將靶丸放置于軸系吸嘴前端，通過微型真空泵負壓吸附于吸嘴上；然后，移動位移平臺，將靶丸移動至CCD視場中心，通過Z向位移臺，使靶丸表面成像清晰；利用光譜儀探測靶丸殼層的白光反射光譜；靶丸在軸系的帶動下，平穩(wěn)轉(zhuǎn)位到特定角度，由于軸系的回轉(zhuǎn)誤差，轉(zhuǎn)位后靶丸可能偏移CCD視場中心，此時可通過調(diào)整軸系前端的調(diào)心結(jié)構(gòu)，使靶丸定點位于視場中心并采集其白光反射光譜；重復(fù)以上步驟，可實現(xiàn)靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數(shù)據(jù)的測量。為減少外界干擾和震動而引起的測量誤差，該裝置放置于氣浮平臺上，通過高性能的隔振效果可保證測量結(jié)果的穩(wěn)定性。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn)。

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于白光干涉法的晶圓膜厚測量裝置。該裝置包括白光光源、顯微鏡、分束鏡、干涉物鏡、光纖傳輸單元、準(zhǔn)直器、光譜儀、USB傳輸線、計算機。光譜儀主要包括六部分，分別是：光纖入口、準(zhǔn)直鏡、光柵、聚焦鏡、區(qū)域檢測器、帶OFLV濾波器的探測器。測量具體步驟為：白光光源發(fā)出白光，經(jīng)由光纖，通過光纖探頭垂直入射至晶圓表面，樣品薄膜上表面和下表面反射光相干涉形成的干涉譜，由反射光纖探頭接收，再由光纖傳送到光譜儀，光譜儀連續(xù)記錄反射信號，通過USB線將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X?？梢詫崿F(xiàn)對晶圓膜厚的無損測量，時間快、設(shè)備小巧、操作簡單、精度高，適合實驗室檢測。膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來實現(xiàn)這一目的。薄膜干涉膜厚儀制造公司

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；國產(chǎn)膜厚儀調(diào)試

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(xiàn)納米級薄膜厚度的準(zhǔn)確測量，研究對象為半導(dǎo)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(dǎo)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(fù)數(shù)，且具有表面等離子體效應(yīng)，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(diào)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。國產(chǎn)膜厚儀調(diào)試