納米級膜厚儀企業(yè)

來源: 發(fā)布時間:2024-01-28

目前,常用的顯微干涉方式主要有Mirau和Michelson兩種方式。Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu)中,物鏡和被測樣品之間有兩塊平板,一塊涂覆高反射膜的平板作為參考鏡,另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡。由于參考鏡位于物鏡和被測樣品之間,物鏡外殼更加緊湊,工作距離相對較短,倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測量端相同的顯微物鏡,因此不存在額外的光程差,因此是常用的顯微干涉測量方法之一。Mirau顯微干涉結(jié)構(gòu)中,參考鏡位于物鏡和被測樣品之間,且物鏡外殼更加緊湊,工作距離相對較短,倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測量端相同的顯微物鏡,因此不存在額外的光程差,同時該結(jié)構(gòu)具有高分辨率和高靈敏度等特點,適用于微小樣品的測量。因此,在生物醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。白光干涉膜厚儀的工作原理是基于膜層與底材的反射率及其相位差,通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度。納米級膜厚儀企業(yè)

自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來,人們開始在理論和實驗上進行探討和研究。結(jié)果表明,動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,可應(yīng)用于光學(xué)信號處理和加密領(lǐng)域。本文提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案,可應(yīng)用于當兩光程差非常小導(dǎo)致干涉光譜只有一個干涉峰的信號解調(diào),實現(xiàn)納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中,當干涉光程差超過光源相干長度時,仍然可以觀察到干涉條紋。這種現(xiàn)象是因為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。當使用光譜儀接收干涉光譜時,由于光譜儀光柵的分光作用,寬光譜的白光變成了窄帶光譜,導(dǎo)致相干長度發(fā)生變化。蘇州膜厚儀傳感器精度白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的三維成像和分析。

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)點是可以同時測量多個參數(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)。其缺點是對樣品薄膜表面條件的依賴性強,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薄膜的厚度測量。

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。光路長度越長,分辨率越高,但同時也更容易受到靜態(tài)振動等干擾因素的影響。

光學(xué)測厚方法結(jié)合了光學(xué)、機械、電子和計算機圖像處理技術(shù),以光波長為測量基準,從原理上保證了納米級的測量精度。由于光學(xué)測厚是非接觸式的測量方法,因此被用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。針對薄膜厚度的光學(xué)測量方法,可以按照光吸收、透反射、偏振和干涉等不同光學(xué)原理分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法各有優(yōu)缺點和適用范圍。因此,有一些研究采用了多通道式復(fù)合測量法,結(jié)合多種測量方法,例如橢圓偏振法和光度法結(jié)合的光譜橢偏法,彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結(jié)合法等。在半導(dǎo)體、光學(xué)、電子、化學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,有助于研究和開發(fā)新產(chǎn)品。納米級膜厚儀企業(yè)

白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對薄膜的厚度和形貌進行聯(lián)合測量和分析。納米級膜厚儀企業(yè)

干涉測量法是基于光的干涉原理實現(xiàn)對薄膜厚度測量的光學(xué)方法,是一種高精度的測量技術(shù)。采用光學(xué)干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強,使用范圍廣等優(yōu)點。對于大多數(shù)的干涉測量任務(wù),都是通過薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律,來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化,從而達到測量目的。光學(xué)干涉測量方法的測量精度可達到甚至優(yōu)于納米量級,而利用外差干涉進行測量,其精度甚至可以達到10-3nm量級。根據(jù)所使用光源的不同,干涉測量方法又可以分為激光干涉測量和白光干涉測量兩大類。激光干涉測量的分辨率更高,但是不能實現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量,只能測量輸出信號的變化量或者是連續(xù)信號的變化,即只能實現(xiàn)相對測量。而白光干涉是通過對干涉信號中心條紋的有效識別來實現(xiàn)對物理量的測量,是一種測量方式,在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應(yīng)用。納米級膜厚儀企業(yè)