測量膜厚儀傳感器品牌

來源: 發(fā)布時(shí)間:2024-03-31

由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對(duì)系統(tǒng)的測量量程和精度的需求不盡相同,因而多種測量方法各有優(yōu)缺,難以一概而論。按照薄膜厚度的增加,適用的測量方式分別為橢圓偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。對(duì)于小于1μm的較薄薄膜,白光干涉輪廓儀的測量精度較低,分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對(duì)于小于200nm的薄膜,由于透過率曲線缺少峰谷值,橢圓偏振法結(jié)果更加可靠?;诎坠飧缮嬖淼墓鈱W(xué)薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜,通過使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣,得到待測薄膜厚度。本章在詳細(xì)研究白光干涉測量技術(shù)的常用解調(diào)方案、解調(diào)原理及其局限性的基礎(chǔ)上,分析得到了常用的基于兩個(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量的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動(dòng)的白光干涉測量解調(diào)技術(shù)??傊坠飧缮婺ず駜x是一種應(yīng)用很廣的測量薄膜厚度的儀器。測量膜厚儀傳感器品牌

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由于靶丸自身特殊的特點(diǎn)和極端的實(shí)驗(yàn)條件,使得靶丸參數(shù)的測試工作變得異常復(fù)雜。光學(xué)測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優(yōu)勢,因此成為了測量靶丸參數(shù)的常用方式。目前常用于靶丸幾何參數(shù)或光學(xué)參數(shù)測量的方法有白光干涉法、光學(xué)顯微干涉法、激光差動(dòng)共焦法等。然而,靶丸殼層折射率是沖擊波分時(shí)調(diào)控實(shí)驗(yàn)研究中的重要參數(shù),因此對(duì)其進(jìn)行精密測量具有重要意義。 常用的折射率測量方法有橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。膜厚測量 膜厚儀在半導(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。

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干涉測量法是基于光的干涉原理實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度測量的光學(xué)方法,是一種高精度的測量技術(shù)。采用光學(xué)干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強(qiáng),使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)的干涉測量任務(wù),都是通過薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律,來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化,從而達(dá)到測量目的。光學(xué)干涉測量方法的測量精度可達(dá)到甚至優(yōu)于納米量級(jí),而利用外差干涉進(jìn)行測量,其精度甚至可以達(dá)到10-3nm量級(jí)。根據(jù)所使用光源的不同,干涉測量方法又可以分為激光干涉測量和白光干涉測量兩大類。激光干涉測量的分辨率更高,但是不能實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)信號(hào)的測量,只能測量輸出信號(hào)的變化量或者是連續(xù)信號(hào)的變化,即只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)測量。而白光干涉是通過對(duì)干涉信號(hào)中心條紋的有效識(shí)別來實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的測量,是一種測量方式,在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應(yīng)用。

可以使用光譜分析方法來確定靶丸折射率和厚度。極值法和包絡(luò)法、全光譜擬合法是通過分析膜的反射或透射光譜曲線來計(jì)算膜厚度和折射率的方法。極值法測量膜厚度是根據(jù)薄膜反射或透射光譜曲線上的波峰的位置來計(jì)算的。對(duì)于弱色散介質(zhì),折射率為恒定值,通過極大值點(diǎn)的位置可求得膜的光學(xué)厚度,若已知膜折射率即可求解膜的厚度;對(duì)于強(qiáng)色散介質(zhì),首先利用極值點(diǎn)求出膜厚度的初始值,然后利用色散模型計(jì)算折射率與入射波長的對(duì)應(yīng)關(guān)系,通過擬合得到色散模型的系數(shù),即可解出任意入射波長下的折射率。常用的色散模型有cauchy模型、Selimeier模型、Lorenz模型等。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,通過測量反射光的干涉來計(jì)算膜層厚度。

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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)

當(dāng)膜的厚度e與波長A不可比擬時(shí),有下列情況出現(xiàn):(1)膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于波長^時(shí),由于由同一波列分解出來的2列波的光程差已超過相干民度.因而不能相遇,故不能發(fā)生干涉…,沒有明紋或暗紋出現(xiàn).(2)膜厚e遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長^時(shí),相干條件(1),(2)式中e一0,2相干光束之間的光程差已主要受半波損失d7的影響,而膜厚e和入射角i實(shí)際上對(duì)光程差已沒有貢獻(xiàn).若半波損失∥存在,就發(fā)生相消干涉,反之,就發(fā)生相長干涉…,故觀察到的要么全是明紋,要么全是暗紋. 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,其性能和功能會(huì)得到提高和擴(kuò)展。納米級(jí)膜厚儀測距

該儀器的工作原理是通過測量反射光的干涉來計(jì)算膜層厚度,基于反射率和相位差。測量膜厚儀傳感器品牌

對(duì)同一靶丸的相同位置進(jìn)行白光垂直掃描干涉實(shí)驗(yàn),如圖4-3所示。通過控制光學(xué)輪廓儀的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)干涉物鏡在垂直方向上移動(dòng),測量光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達(dá)基底后直接反射回參考鏡的光線之間的光程差。顯然,越偏離靶丸中心的光線測得的有效壁厚越大,其光程差也越大,但這并不表示靶丸殼層的厚度。只有當(dāng)垂直穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對(duì)應(yīng)于靶丸的上、下殼層的厚度。因此,在進(jìn)行白光垂直掃描干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),需要選擇穿過靶丸中心的光線位置進(jìn)行測量,這樣才能準(zhǔn)確地測量靶丸殼層的厚度。此外,通過控制干涉物鏡在垂直方向上移動(dòng),可以測量出不同位置的厚度值,從而得到靶丸殼層厚度的空間分布情況。測量膜厚儀傳感器品牌