本地膜厚儀調(diào)試

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-02-22

利用包絡(luò)線法計(jì)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(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(shí),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(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(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。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。本地膜厚儀調(diào)試

針對(duì)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(cè)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(zhǔn)直器、光譜儀、USB傳輸線、計(jì)算機(jī)。光譜儀主要包括六部分,分別是:光纖入口、準(zhǔn)直鏡、光柵、聚焦鏡、區(qū)域檢測(cè)器、帶OFLV濾波器的探測(cè)器。測(cè)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(hào),通過USB線將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X??梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)晶圓膜厚的無(wú)損測(cè)量,時(shí)間快、設(shè)備小巧、操作簡(jiǎn)單、精度高,適合實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。原裝膜厚儀常見問題Michelson干涉儀的光路長(zhǎng)度是影響儀器精度的重要因素。

由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對(duì)測(cè)量量程和精度的需求不相同,因此多種測(cè)量方法各有優(yōu)缺點(diǎn),難以籠統(tǒng)評(píng)估。測(cè)量特點(diǎn)總結(jié)如表1-1所示,針對(duì)薄膜厚度不同,適用的測(cè)量方法分別為橢圓偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。對(duì)于小于1μm的薄膜,白光干涉輪廓儀的測(cè)量精度較低,分光光度法和橢圓偏振法較為適用;而對(duì)于小于200nm的薄膜,橢圓偏振法結(jié)果更可靠,因?yàn)橥高^率曲線缺少峰谷值。光學(xué)薄膜厚度測(cè)量方案目前主要集中于測(cè)量透明或半透明薄膜。通過使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣,可以得到待測(cè)薄膜厚度。本章詳細(xì)研究了白光干涉測(cè)量技術(shù)的常用解調(diào)方案、解調(diào)原理及其局限性,并得出了基于兩個(gè)相鄰干涉峰的白光干涉解調(diào)方案不適用于極短光程差測(cè)量的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的白光干涉測(cè)量解調(diào)技術(shù)。

白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)量的一個(gè)重要方向,此項(xiàng)技術(shù)主要是利用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量。通過分析被測(cè)物體的光譜特性,就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù),它不需要大量的掃描過程,因此提高了測(cè)量效率,而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白光干涉光譜法是基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,經(jīng)過分光棱鏡,被分成兩束光,這兩束光分別入射到參考面和被測(cè)物體,反射回來(lái)后經(jīng)過分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測(cè)器,記錄頻域上的干涉信號(hào)。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息,如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來(lái),形成了一種精度高而且速度快的測(cè)量方法。高精度的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。

光鏡和參考板組成,光源發(fā)出的光經(jīng)過顯微鏡后被分光棱鏡分成兩部分,一束作為參考光入射到參考鏡并反射,另一束作為測(cè)量光入射到樣品表面被反射,兩束反射光反射到分光棱鏡并發(fā)生干涉。由于實(shí)驗(yàn)中需要調(diào)節(jié)樣品與被測(cè)樣品的角度,以便更好進(jìn)行測(cè)量,5XMichelson型干涉物鏡可以通過其配置的兩個(gè)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié),旋鈕能夠在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)參考鏡角度,可以調(diào)節(jié)到理想角度。光纖在測(cè)試系統(tǒng)中負(fù)責(zé)傳光,將顯微鏡視場(chǎng)干涉信號(hào)傳輸?shù)轿⑿凸庾V儀。系統(tǒng)選用光纖為海洋光學(xué)公司生產(chǎn)的高級(jí)光纖組件,光纖連接線的內(nèi)層為硅樹脂包裹的單線鋼圈,外層為諾梅克斯編織物,以求更好地減輕應(yīng)力并起到有效的保護(hù)作用。該組件末段是易于操作的金屬環(huán)---高精密度的SMA連接器。光纖一端與適配器連接,另一端與微型光譜儀連接,以將干涉光信號(hào)傳入光譜儀中。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(cè)量反射光的干涉來(lái)計(jì)算膜層厚度。蘇州膜厚儀找哪里

操作需要一定的專業(yè)素養(yǎng)和經(jīng)驗(yàn),需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐。本地膜厚儀調(diào)試

在激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中,靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)對(duì)靶丸制備工藝改進(jìn)和仿真模擬核聚變實(shí)驗(yàn)過程至關(guān)重要。然而,如何對(duì)靶丸多個(gè)參數(shù)進(jìn)行同步、高精度、無(wú)損的綜合檢測(cè)是激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵問題。雖然已有多種薄膜厚度及折射率的測(cè)量方法,但仍然無(wú)法滿足激光核聚變技術(shù)對(duì)靶丸參數(shù)測(cè)量的高要求。此外,靶丸的參數(shù)測(cè)量存在以下問題:不能對(duì)靶丸進(jìn)行破壞性切割測(cè)量,否則被破壞的靶丸無(wú)法用于后續(xù)工藝處理或打靶實(shí)驗(yàn);需要同時(shí)測(cè)得靶丸的多個(gè)參數(shù),因?yàn)椴煌瑓?shù)的單獨(dú)測(cè)量無(wú)法提供靶丸制備和核聚變反應(yīng)過程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化的現(xiàn)象和規(guī)律,并且效率低下、沒有統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。由于靶丸屬于自支撐球形薄膜結(jié)構(gòu),曲面應(yīng)力大、難以展平,因此靶丸與基底不能完全貼合,可在微觀區(qū)域內(nèi)視作類薄膜結(jié)構(gòu)。本地膜厚儀調(diào)試