薄膜膜厚儀產(chǎn)品原理

薄膜在現(xiàn)代光學(xué)、電子、醫(yī)療、能源和建材等技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可以提高器件性能。但是由于薄膜制備工藝和生產(chǎn)環(huán)境等因素的影響，成品薄膜存在厚度分布不均和表面粗糙度大等問題，導(dǎo)致其光學(xué)和物理性能無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)重影響其性能和應(yīng)用。因此，需要開發(fā)出精度高、體積小、穩(wěn)定性好的測量系統(tǒng)以滿足微米級工業(yè)薄膜的在線檢測需求。當(dāng)前的光學(xué)薄膜測厚方法無法同時(shí)兼顧高精度、輕小體積和合理的成本，而具有納米級測量分辨率的商用薄膜測厚儀器價(jià)格昂貴、體積大，無法滿足工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的在線測量需求。因此，提出了一種基于反射光譜原理的高精度工業(yè)薄膜厚度測量解決方案，研發(fā)了小型化、低成本的薄膜厚度測量系統(tǒng)，并提出了一種無需標(biāo)定樣品的高效穩(wěn)定的膜厚計(jì)算算法。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)微米級工業(yè)薄膜的厚度測量。高精度的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。薄膜膜厚儀產(chǎn)品原理

白光掃描干涉法可以避免色光相移干涉法測量的局限性。該方法利用白光作為光源，由于白光是一種寬光譜的光源，相干長度相對較短，因此發(fā)生干涉的位置范圍很小。在白光干涉時(shí)，存在一個(gè)確定的零位置，當(dāng)測量光和參考光的光程相等時(shí)，所有波長的光均會(huì)發(fā)生相長干涉，此時(shí)可以觀察到一個(gè)明亮的零級條紋，同時(shí)干涉信號(hào)也達(dá)到最大值。通過分析這個(gè)干涉信號(hào)，可以得到被測物體的幾何形貌。白光掃描干涉術(shù)是通過測量干涉條紋來完成的，而干涉條紋的清晰度直接影響測試精度。因此，為了提高精度，需要更為復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，這使得條紋的測量變得費(fèi)力費(fèi)時(shí)。國內(nèi)膜厚儀銷售價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。

膜厚儀是一種用于測量薄膜厚度的儀器，它的測量原理是通過光學(xué)干涉原理來實(shí)現(xiàn)的。在測量過程中，薄膜表面發(fā)生的光學(xué)干涉現(xiàn)象被用來計(jì)算出薄膜的厚度。具體來說，膜厚儀通過發(fā)射一束光線照射到薄膜表面，并測量反射光的干涉現(xiàn)象來確定薄膜的厚度。膜厚儀的測量原理非常精確和可靠，因此在許多領(lǐng)域都可以得到廣泛的應(yīng)用。首先，薄膜工業(yè)是膜厚儀的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。在薄膜工業(yè)中，膜厚儀可以用來測量各種類型的薄膜，例如光學(xué)薄膜、涂層薄膜、導(dǎo)電薄膜等。通過膜厚儀的測量，可以確保生產(chǎn)出的薄膜具有精確的厚度和質(zhì)量，從而滿足不同行業(yè)的需求。其次，在電子行業(yè)中，膜厚儀也扮演著重要的角色。例如，在半導(dǎo)體制造過程中，膜厚儀可以用來測量各種薄膜層的厚度，以確保芯片的制造質(zhì)量和性能。此外，膜厚儀還可以應(yīng)用于顯示器件、光伏電池、電子元件等領(lǐng)域，為電子產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)提供關(guān)鍵的技術(shù)支持。除此之外，膜厚儀還可以在材料科學(xué)、化工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域中發(fā)揮作用。例如，在材料科學(xué)研究中，膜厚儀可以用來測量不同材料的薄膜厚度，從而幫助科研人員了解材料的性能和特性。在化工生產(chǎn)中，膜厚儀可以用來監(jiān)測涂層薄膜的厚度，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

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(jì)算出其每個(gè)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(gè)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)。白光干涉膜厚儀的應(yīng)用非常廣，特別是在半導(dǎo)體、光學(xué)、電子和化學(xué)等領(lǐng)域。

本文研究的鍺膜厚度約為300nm，導(dǎo)致白光干涉輸出的光譜只有一個(gè)干涉峰，無法采用常規(guī)的基于相鄰干涉峰間距解調(diào)的方案，如峰峰值法等。為此，研究人員提出了一種基于單峰值波長移動(dòng)的白光干涉測量方案，并設(shè)計(jì)制作了膜厚測量系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，峰值波長和溫度變化之間存在很好的線性關(guān)系。利用該方案，研究人員成功測量了實(shí)驗(yàn)用鍺膜的厚度為338.8nm，實(shí)驗(yàn)誤差主要源于溫度控制誤差和光源波長漂移。該論文通過對納米級薄膜厚度測量方案的研究，實(shí)現(xiàn)了對鍺膜和金膜厚度的測量，并主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于提出了基于白光干涉單峰值波長移動(dòng)的解調(diào)方案，并將其應(yīng)用于極短光程差的測量?？蓽y量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。品牌膜厚儀源頭直供廠家

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。薄膜膜厚儀產(chǎn)品原理

薄膜干涉原理根據(jù)薄膜干涉原理…，當(dāng)波長為^的單色光以人射角f從折射率為n．的介質(zhì)入射到折射率為n：、厚度為e的介質(zhì)膜面(見圖1)時(shí)，干涉明、暗紋條件為：

2e(n₂²一n₁²sin2i)1/2＋δ’=kλ，k=1,2,3,4,5...(1)

2e(n₂²一n₁²sin2i)1/2＋δ’=（2k＋1）λ/2，k=0，1,2,3,4...（2）

E式中k為干涉條紋級次；δ’為半波損失．

普通物理教材中討論薄膜干涉問題時(shí)，均近似地認(rèn)為，δ’是指入射光波在光疏介質(zhì)中前進(jìn)，遇到光密介質(zhì)i的界面時(shí)，在不超過臨界角的條件下，不論人射角的大小如何，在反射過程中都將產(chǎn)生半個(gè)波長的損失(嚴(yán)格地說， 只在掠射和正射情況下反射光的振動(dòng)方向與入射光的振動(dòng)方向才幾乎相反)，故δ’是否存在決定于n1,n2,n3大小的比較。當(dāng)膜厚e一定，而入射角j可變時(shí)，干涉條紋級次^隨f而變，即同樣的人射角‘對應(yīng)同一級明紋(或暗紋)，叫等傾干涉，如以不同的入射角入射到平板介質(zhì)上．當(dāng)入射角￡一定，而膜厚?？勺儠r(shí)，干涉條紋級次隨。而變，即同樣的膜厚e對應(yīng)同一級明紋(或暗紋)。叫等厚干涉，如劈尖干涉和牛頓環(huán)． 薄膜膜厚儀產(chǎn)品原理