本文主要以半導體鍺和貴金屬金兩種材料為對象，研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實現(xiàn)納米級薄膜厚度準確測量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測量方法也不同。半導體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點，選擇采用白光干涉的測量方法；而厚度更薄的金膜的折射率為復數(shù)，且能激發(fā)明顯的表面等離子體效應，因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法；為了進一步改善測量的精度，論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，檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度。白光干涉膜厚儀可以配合不同的軟件進行分析和數(shù)據(jù)處理，例如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。蘇州膜厚儀檢測
莫侯伊膜厚儀在半導體行業(yè)中具有重要的應用價值膜厚儀的測量原理主要基于光學干涉原理。當光波穿過薄膜時，會發(fā)生干涉現(xiàn)象，根據(jù)干涉條紋的變化可以推導出薄膜的厚度。利用這一原理，通過測量干涉條紋的間距或相位差來計算薄膜的厚度。膜厚儀通常包括光源、光路系統(tǒng)、檢測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部件，能夠?qū)崿F(xiàn)對薄膜厚度的高精度測量。在半導體行業(yè)中，薄膜的具體測量方法主要包括橢偏儀法、X射線衍射法和原子力顯微鏡法等。橢偏儀法是一種常用的薄膜測量方法，它利用薄膜對橢偏光的旋轉(zhuǎn)角度來計算薄膜的厚度。X射線衍射法則是通過測量衍射光的角度和強度來確定薄膜的厚度和結(jié)晶結(jié)構。原子力顯微鏡法則是通過探針與薄膜表面的相互作用來獲取表面形貌和厚度信息。這些方法各有特點，可以根據(jù)具體的測量要求選擇合適的方法進行薄膜厚度測量。薄膜的厚度對于半導體器件的性能和穩(wěn)定性具有重要影響，因此膜厚儀的測量原理和具體測量方法在半導體行業(yè)中具有重要意義。隨著半導體工藝的不斷發(fā)展，對薄膜厚度的要求也越來越高，膜厚儀的研究和應用將繼續(xù)成為半導體行業(yè)中的熱點領域。高精度膜厚儀常用解決方案總的來說，白光干涉膜厚儀是一種應用很廣的測量薄膜厚度的儀器。
通過基于表面等離子體共振傳感的測量方案，結(jié)合共振曲線的三個特征參數(shù)，即共振角、半高寬和反射率小值，反演計算可以精確地得到待測金屬薄膜的厚度和介電常數(shù)。該方案操作簡單，利用Kretschmann型結(jié)構的表面等離子體共振實驗系統(tǒng)即可得到共振曲線，從而得到金膜的厚度。由于該方案為一種強度測量方案，受環(huán)境影響較大，測量結(jié)果存在多值性問題，因此研究人員進一步對偏振外差干涉的改進方案進行了理論分析，從P光和S光之間相位差的變化來實現(xiàn)厚度測量。
與激光光源相比以白光的寬光譜光源由于具有短相干長度的特點使得兩光束只有在光程差極小的情況下才能發(fā)生干涉因此不會產(chǎn)生干擾條紋。同時由于白光干涉產(chǎn)生的干涉條紋具有明顯的零光程差位置避免了干涉級次不確定的問題。本文以白光干涉原理為理論基礎對單層透明薄膜厚度測量尤其對厚度小于光源相干長度的薄膜厚度測量進行了研究。首先從白光干涉測量薄膜厚度的原理出發(fā)、分別詳細闡述了白光干涉原理和薄膜測厚原理。接著在金相顯微鏡的基礎上構建了垂直型白光掃描系統(tǒng)作為實驗中測試薄膜厚度的儀器并利用白光干涉原理對的位移量進行了標定。白光干涉膜厚儀需要校準。
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。光由光纖進入光譜儀中，通過濾波器和準直器后投射到光柵上，由光柵將白光色散成光譜，經(jīng)過聚焦鏡將其投射到探測器上后，由探測器將光信號傳入計算機。光纖接頭將輸入光纖固定在光譜儀上，使得來自輸入光纖的光能夠進入光學平臺；濾波器將光輻射限制在預定波長區(qū)域；準直鏡將進入光學平臺的光聚焦到光譜儀的光柵上，保證光路和光柵之間的準直性；光柵衍射來自準直鏡的光并將衍射光導向聚焦鏡；聚焦鏡接收從光柵反射的光并將光聚焦到探測器上；探測器將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換為nm波長系統(tǒng)；區(qū)域檢測器提供90％的量子效率和垂直列中的像素，以從光譜儀的狹縫圖像的整個高度獲取光，顯著改善了信噪比。Michelson干涉儀的光路長度支配了精度。測量膜厚儀制造廠家
高精度的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構。蘇州膜厚儀檢測
白光反射光譜探測模塊中，入射光經(jīng)過分光鏡1分光后，一部分光照射到靶丸表面，靶丸殼層上、下表面的反射光經(jīng)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，實現(xiàn)了靶丸殼層白光干涉光譜的測量。另一部分光到達CCD探測器，獲得靶丸表面的光學圖像。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的轉(zhuǎn)位和靶丸位置的調(diào)整。在測量過程中，將靶丸放置于軸系吸嘴前端，通過微型真空泵將其吸附于吸嘴上；然后，移動位移平臺，將靶丸移動至CCD視場中心，Z向位移臺可調(diào)整視場清晰度；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)動到特定角度，為消除軸系回轉(zhuǎn)誤差所帶來的誤差，可通過調(diào)整調(diào)心結(jié)構，使靶丸定點位于視場中心并采集其白光反射光譜。重復以上步驟，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所引起的測量誤差，該裝置放置于氣浮平臺上，通過高性能的隔振效果，保證了測量結(jié)果的穩(wěn)定性。蘇州膜厚儀檢測