采用峰峰值法處理光譜數(shù)據(jù)時(shí),被測(cè)光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率。我們只需獲得相鄰的兩干涉峰值處的波長(zhǎng)信息即可得出光程差,不必關(guān)心此波長(zhǎng)處的光強(qiáng)大小,從而降低數(shù)據(jù)處理的難度。也可以利用多組相鄰的干涉光譜極值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)來(lái)分別求出光程差,然后再求平均值作為測(cè)量光程差,這樣可以提高該方法的測(cè)量精度。但是,峰峰值法存在著一些缺點(diǎn):當(dāng)使用寬帶光源作為輸入光源時(shí),接收光譜中不可避免地疊加有與光源同分布的背景光,從而引起峰值處波長(zhǎng)的改變,引入測(cè)量誤差。同時(shí),當(dāng)兩干涉信號(hào)之間的光程差很小,導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰的時(shí)候,此法便不再適用。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于激光加工中的薄膜吸收率測(cè)量。九江高采樣速率膜厚儀
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(cè)量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同,所適用的測(cè)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(cè)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(cè)量方法;為了進(jìn)一步改善測(cè)量的精度,論文還研究了外差干涉測(cè)量法,通過(guò)引入高精度的相位解調(diào)手段,檢測(cè)P光與S光之間的相位差提升厚度測(cè)量的精度。廣東膜厚儀主要功能與優(yōu)勢(shì)白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的大范圍測(cè)量和分析。
薄膜作為一種特殊的微結(jié)構(gòu),近年來(lái)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(cè)試技術(shù)變得越來(lái)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(cè)量。因此,在微納測(cè)量領(lǐng)域中,薄膜厚度的測(cè)試是一個(gè)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(cè)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(cè)量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù)。
傅里葉變換是白光頻域解調(diào)方法中一種低精度的信號(hào)解調(diào)方法。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調(diào)。因此,該解調(diào)方案的原理是通過(guò)傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,進(jìn)而得到待測(cè)物理量的信息。傅里葉變換解調(diào)方案的優(yōu)點(diǎn)是解調(diào)速度較快,受干擾信號(hào)的影響較小。但是其測(cè)量精度較低。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理FFT(快速傅里葉變換)理論,若輸入光源波長(zhǎng)范圍為[]λ1,λ2,則所測(cè)光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1),所以此方法主要應(yīng)用于對(duì)解調(diào)精度要求不高的場(chǎng)合。傅里葉變換白光干涉法是對(duì)傅里葉變換法的改進(jìn)。該方法總結(jié)起來(lái)就是對(duì)采集到的光譜信號(hào)做傅里葉變換,然后濾波、提取主頻信號(hào)后進(jìn)行逆傅里葉變換,然后做對(duì)數(shù)運(yùn)算,并取其虛部做相位反包裹運(yùn)算,由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明其測(cè)量精度比傅里葉變換高。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)中的薄膜參數(shù)測(cè)量。
利用包絡(luò)線(xiàn)法計(jì)算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度,但目前看來(lái)包絡(luò)法還存在很多不足,包絡(luò)線(xiàn)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(xiàn)是根據(jù)聯(lián)合透射曲線(xiàn)的切點(diǎn)建立的,在沒(méi)有正確方法建立包絡(luò)線(xiàn)時(shí),通常使用拋物線(xiàn)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(xiàn)就越困難,且利用拋物線(xiàn)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(xiàn)逐漸匯聚成一條曲線(xiàn),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。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)的精度可以達(dá)到納米級(jí)別。贛州膜厚儀廠家現(xiàn)貨
該技術(shù)可以通過(guò)測(cè)量干涉曲線(xiàn)來(lái)計(jì)算薄膜的厚度。九江高采樣速率膜厚儀
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(guò)被測(cè)面,通過(guò)感知相干峰位置來(lái)獲得表面形貌信息。測(cè)量原理圖如圖1-5所示。而對(duì)于薄膜的測(cè)量,上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過(guò)一次測(cè)量得到,但是由于薄膜上下表面的反射,會(huì)使提取出來(lái)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(guò)程,因此測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)而且易受外界干擾?;趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測(cè)試方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)雙峰干涉信號(hào)的自動(dòng)分離,實(shí)現(xiàn)了薄膜厚度的測(cè)量。九江高采樣速率膜厚儀