光譜法是一種以光的干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的薄膜厚度測量方法,分為反射法和透射法兩種類型。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)與厚度一一對應(yīng)。因此,可以根據(jù)這種光譜特性來確定薄膜的厚度和光學(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),并能有效地排除解的多值性,測量范圍廣,是一種無損測量技術(shù)。其缺點(diǎn)是對樣品薄膜表面條件的依賴性強(qiáng),測量穩(wěn)定性較差,因此測量精度不高,對于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,這種方法主要用于有機(jī)薄膜的厚度測量。總結(jié),白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。防水膜厚儀廠家供應(yīng)
在納米量級(jí)薄膜的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)中,薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計(jì)和制備過程中的重要參數(shù),是決定薄膜性質(zhì)和性能的基本參量之一,它對于薄膜的力學(xué)、光學(xué)和電磁性能等都有重要的影響[3]。但是由于納米量級(jí)薄膜的極小尺寸及其突出的表面效應(yīng),使得對其厚度的準(zhǔn)確測量變得困難。經(jīng)過眾多科研技術(shù)人員的探索和研究,新的薄膜厚度測量理論和測量技術(shù)不斷涌現(xiàn),測量方法實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)到自動(dòng),有損到無損測量。由于待測薄膜材料的性質(zhì)不同,其適用的厚度測量方案也不盡相同。對于厚度在納米量級(jí)的薄膜,利用光學(xué)原理的測量技術(shù)應(yīng)用。相比于其他方法,光學(xué)測量方法因?yàn)榫哂芯雀?,速度快,無損測量等優(yōu)勢而成為主要的檢測手段。其中具有代表性的測量方法有干涉法,光譜法,橢圓偏振法,棱鏡耦合法等。蘇州膜厚儀測厚度該儀器的工作原理是通過測量反射光的干涉來計(jì)算膜層厚度,基于反射率和相位差。
白光掃描干涉法采用白光為光源 ,壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)參考鏡進(jìn)行掃描 ,干涉條紋掃過被測面,通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。測量原理圖如圖1-5所示。而對于薄膜的測量,上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過一次測量得到,但是由于薄膜上下表面的反射,會(huì)使提取出來的白光干涉信號(hào)出現(xiàn)雙峰形式,變得更復(fù)雜。另外,由于白光掃描法需要掃描過程,因此測量時(shí)間較長而且易受外界干擾?;趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法,實(shí)現(xiàn)了對雙峰干涉信號(hào)的自動(dòng)分離,實(shí)現(xiàn)了薄膜厚度的測量。
論文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(gè)干涉峰,此時(shí)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(dòng)的白光干涉測量方案,并設(shè)計(jì)搭建了膜厚測量系統(tǒng)。溫度測量實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)用鍺膜的厚度為338.8nm,實(shí)驗(yàn)誤差主要來自于溫度控制誤差和光源波長漂移。論文通過對納米級(jí)薄膜厚度的測量方案研究,實(shí)現(xiàn)了對鍺膜和金膜的厚度測量。論文主要的創(chuàng)新點(diǎn)是提出了白光干涉單峰值波長移動(dòng)的解調(diào)方案,并將其應(yīng)用于極短光程差的測量。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析。
微納制造技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著檢測技術(shù)進(jìn)入微納領(lǐng)域,微結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)作為微納器件的重要部分,在半導(dǎo)體、航天航空、醫(yī)學(xué)、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于微小和精細(xì)的特征,傳統(tǒng)的檢測方法無法滿足要求。白光干涉法被廣泛應(yīng)用于微納檢測領(lǐng)域,具有非接觸、無損傷、高精度等特點(diǎn)。另外,光譜測量具有高效率和測量速度快的優(yōu)點(diǎn)。因此,這篇文章提出了一種白光干涉光譜測量方法,并構(gòu)建了相應(yīng)的測量系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的白光掃描干涉方法,這種方法具有更強(qiáng)的環(huán)境噪聲抵御能力,并且測量速度更快。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;防水膜厚儀廠家供應(yīng)
白光干涉膜厚測量技術(shù)的優(yōu)化需要對實(shí)驗(yàn)方法和算法進(jìn)行改進(jìn);防水膜厚儀廠家供應(yīng)
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。防水膜厚儀廠家供應(yīng)