利用包絡(luò)線法計算薄膜的光學(xué)常數(shù)和厚度,但還存在很多不足,包絡(luò)線法需要產(chǎn)生干涉波動,要求在測量波段內(nèi)存在多個干涉極值點(diǎn),且干涉極值點(diǎn)足夠多,精度才高。理想的包絡(luò)線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點(diǎn)建立的,在沒有正確方法建立包絡(luò)線時,通常使用拋物線插值法建立,這樣造成的誤差較大。包絡(luò)法對測量對象要求高,如果薄膜較薄或厚度不足情況下,會造成干涉條紋減少,干涉波峰個數(shù)較少,要利用干涉極值點(diǎn)建立包絡(luò)線就越困難,且利用拋物線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)弱也會影響該方法的準(zhǔn)確度,對于吸收較強(qiáng)的薄膜,隨干涉條紋減少,極大值與極小值包絡(luò)線逐漸匯聚成一條曲線,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。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。原裝膜厚儀零售價格
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(diǎn)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(shí)現(xiàn)的,因此光源中心波長的穩(wěn)定性對實(shí)驗(yàn)結(jié)果會產(chǎn)生很大的影響。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。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(dá)到600mA。高精度膜厚儀價格高精度的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。
在納米級薄膜的各項相關(guān)參數(shù)中,薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計和制備過程中重要的參量之一,具有決定薄膜性質(zhì)和性能的基本作用。然而,由于其極小尺寸及突出的表面效應(yīng),使得對納米級薄膜的厚度準(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),測量方法從手動到自動、有損到無損不斷得到實(shí)現(xiàn)。對于不同性質(zhì)薄膜,其適用的厚度測量方案也不相同。針對納米級薄膜,應(yīng)用光學(xué)原理的測量技術(shù)。相比其他方法,光學(xué)測量方法具有精度高、速度快、無損測量等優(yōu)勢,成為主要檢測手段。其中代表性的測量方法有橢圓偏振法、干涉法、光譜法、棱鏡耦合法等。
白光干涉的分析方法利用白光干涉感知空間位置的變化,從而得到被測物體的信息。它是在單色光相移干涉術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。單色光相移干涉術(shù)利用光路使參考光和被測表面的反射光發(fā)生干涉,再使用相移的方法調(diào)制相位,利用干涉場中光強(qiáng)的變化計算出其每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的初始相位,但是這樣得到的相位是位于(-π,+π]間,所以得到的是不連續(xù)的相位。因此,需要進(jìn)行相位展開使其變?yōu)檫B續(xù)相位。再利用高度與相位的信息求出被測物體的表面形貌。單色光相移法具有測量速度快、測量分辨力高、對背景光強(qiáng)不敏感等優(yōu)點(diǎn)。但是,由于單色光干涉無法確定干涉條紋的零級位置。因此,在相位解包裹中無法得到相位差的周期數(shù),所以只能假定相位差不超過一個周期,相當(dāng)于測試表面的相鄰高度不能超過四分之一波長。這就限制了其測量的范圍,使它只能測試連續(xù)結(jié)構(gòu)或者光滑表面結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進(jìn)一步提高。
在初始相位為零的情況下,當(dāng)被測光與參考光之間的光程差為零時,光強(qiáng)度將達(dá)到最大值。為了探測兩個光束之間的零光程差位置,需要使用精密Z向運(yùn)動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動,或移動載物臺。在垂直掃描過程中,可以用探測器記錄下干涉光強(qiáng),得到白光干涉信號強(qiáng)度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。通過干涉圖像序列中某波長處的白光信號強(qiáng)度隨光程差變化的示意圖,可以找到光強(qiáng)極大值位置,即為零光程差位置。通過精確確定零光程差位置,可以實(shí)現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量。同時,通過確定最大值對應(yīng)的Z向位置,也可以獲得被測樣品表面的三維高度。操作之前需要專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)和實(shí)踐。薄膜干涉膜厚儀使用誤區(qū)
操作需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn),需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐。原裝膜厚儀零售價格
薄膜是一種特殊的微結(jié)構(gòu),在電子學(xué)、摩擦學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,因此薄膜的測試技術(shù)變得越來越重要。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量的。因此,在微納測量領(lǐng)域中,薄膜厚度的測試是一個非常重要且實(shí)用的研究方向。在工業(yè)生產(chǎn)中,薄膜的厚度直接影響薄膜是否能正常工作。在半導(dǎo)體工業(yè)中,膜厚的測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。薄膜的厚度會影響其電磁性能、力學(xué)性能和光學(xué)性能等,因此準(zhǔn)確地測量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù)。原裝膜厚儀零售價格