在納米級(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(guò)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(duì)納米級(jí)薄膜的厚度準(zhǔn)確測(cè)量變得困難。經(jīng)過(guò)眾多科研技術(shù)人員的探索和研究，新的薄膜厚度測(cè)量理論和測(cè)量技術(shù)不斷涌現(xiàn)，測(cè)量方法從手動(dòng)到自動(dòng)、有損到無(wú)損不斷得到實(shí)現(xiàn)。對(duì)于不同性質(zhì)薄膜，其適用的厚度測(cè)量方案也不相同。針對(duì)納米級(jí)薄膜，應(yīng)用光學(xué)原理的測(cè)量技術(shù)。相比其他方法，光學(xué)測(cè)量方法具有精度高、速度快、無(wú)損測(cè)量等優(yōu)勢(shì)，成為主要檢測(cè)手段。其中代表性的測(cè)量方法有橢圓偏振法、干涉法、光譜法、棱鏡耦合法等。標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對(duì)于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。蘇州膜厚儀供應(yīng)
光具有相互疊加的特性，發(fā)生干涉的兩束光在一些地方振動(dòng)加強(qiáng)，而在另一些地方振動(dòng)減弱，并產(chǎn)生規(guī)則的明暗交替變化。干涉測(cè)量需要滿足三個(gè)相干條件：頻率一致、振動(dòng)方向一致、相位差穩(wěn)定一致。與激光光源相比，白光光源的相干長(zhǎng)度較短，通常在幾微米到幾十微米內(nèi)。白光干涉的條紋有一個(gè)固定的位置，對(duì)應(yīng)于光程差為零的平衡位置，并在該位置白光輸出光強(qiáng)度具有最大值。通過(guò)探測(cè)光強(qiáng)最大值，可以實(shí)現(xiàn)樣品表面位移的精密測(cè)量。白光垂直掃描干涉、白光反射光譜等技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、動(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用于薄膜三維形貌測(cè)量和薄膜厚度精密測(cè)量等領(lǐng)域。高精度膜厚儀常用解決方案總的來(lái)說(shuō)，白光干涉膜厚儀是一種在薄膜厚度測(cè)量領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的儀器。
本文主要以半導(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)明顯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。
Michelson干涉物鏡，準(zhǔn)直透鏡將白光縮束準(zhǔn)直后垂直照射到待測(cè)晶圓上，反射光之間相互發(fā)生干涉，經(jīng)準(zhǔn)直鏡后干涉光強(qiáng)進(jìn)入光纖耦合單元，完成干涉部分。光纖傳輸?shù)母缮嫘盘?hào)進(jìn)入光譜儀，計(jì)算機(jī)定時(shí)從光譜儀中采集光譜信號(hào)，獲取諸如光強(qiáng)、反射率等信息，計(jì)算機(jī)對(duì)這些信息進(jìn)行信號(hào)處理，濾除高頻噪聲信息，然后對(duì)光譜信息進(jìn)行歸一化處理，利用峰值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)值，計(jì)算晶圓膜厚。光源采用氙燈光源，選擇氙燈作為光源具有以下優(yōu)點(diǎn)：氙燈均為連續(xù)光譜，且光譜分布幾乎與燈輸入功率變化無(wú)關(guān)，在壽命期內(nèi)光譜能量分布也幾乎不變；氙燈的光、電參數(shù)一致性好，工作狀態(tài)受外界條件變化的影響?。浑療艟哂休^高的電光轉(zhuǎn)換效率，可以輸出高能量的平行光等。白光干涉膜厚儀是一種可用于測(cè)量薄膜厚度的儀器，適用于透明薄膜和平行表面薄膜的測(cè)量。
。白光干涉膜厚儀基于薄膜對(duì)白光的反射和透射產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，通過(guò)測(cè)量干涉條紋的位置和間距來(lái)計(jì)算出薄膜的厚度。這種儀器在光學(xué)薄膜、半導(dǎo)體、涂層和其他薄膜材料的生產(chǎn)和研發(fā)過(guò)程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。白光干涉膜厚儀的原理是基于薄膜對(duì)白光的干涉現(xiàn)象。當(dāng)白光照射到薄膜表面時(shí)，部分光線會(huì)被薄膜反射，而另一部分光線會(huì)穿透薄膜并在薄膜內(nèi)部發(fā)生多次反射和折射。這些反射和折射的光線會(huì)與原始入射光線產(chǎn)生干涉，形成干涉條紋。通過(guò)測(cè)量干涉條紋的位置和間距，可以推導(dǎo)出薄膜的厚度信息。白光干涉膜厚儀在光學(xué)薄膜領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。光學(xué)薄膜是一種具有特殊光學(xué)性質(zhì)的薄膜材料，廣泛應(yīng)用于激光器、光學(xué)鏡片、光學(xué)濾波器等光學(xué)元件中。通過(guò)白光干涉膜厚儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)薄膜厚度的精確測(cè)量，保證光學(xué)薄膜元件的光學(xué)性能。此外，白光干涉膜厚儀還可以用于半導(dǎo)體行業(yè)中薄膜材料的生產(chǎn)和質(zhì)量控制，確保半導(dǎo)體器件的性能穩(wěn)定和可靠性。白光干涉膜厚儀還可以應(yīng)用于涂層材料的生產(chǎn)和研發(fā)過(guò)程中。涂層材料是一種在材料表面形成一層薄膜的工藝，用于增強(qiáng)材料的表面性能。通過(guò)白光干涉膜厚儀可以對(duì)涂層材料的厚度進(jìn)行精確測(cè)量，保證涂層的均勻性和穩(wěn)定性，提高涂層材料的質(zhì)量和性能。廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光學(xué)、電子、化學(xué)等領(lǐng)域，為研究和開發(fā)提供了有力的手段。國(guó)內(nèi)膜厚儀定做
可以配合不同的軟件進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理，例如建立數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。蘇州膜厚儀供應(yīng)
在初始相位為零的情況下，當(dāng)被測(cè)光與參考光之間的光程差為零時(shí)，光強(qiáng)度將達(dá)到最大值。為了探測(cè)兩個(gè)光束之間的零光程差位置，需要使用精密Z向運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動(dòng)，或移動(dòng)載物臺(tái)。在垂直掃描過(guò)程中，可以用探測(cè)器記錄下干涉光強(qiáng)，得到白光干涉信號(hào)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(guò)干涉圖像序列中某波長(zhǎng)處的白光信號(hào)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(guò)精確確定零光程差位置，可以實(shí)現(xiàn)樣品表面相對(duì)位移的精密測(cè)量。同時(shí)，通過(guò)確定最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置，也可以獲得被測(cè)樣品表面的三維高度。蘇州膜厚儀供應(yīng)