薄膜膜厚儀能測什么

來源: 發(fā)布時間:2024-05-03

光譜法是以光的干涉效應為基礎的一種薄膜厚度測量方法 ,分為反射法和透射法兩類[12]。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會引起多光束干涉效應,不同特性的薄膜材料的反射率和透過率曲線是不同的,并且在全光譜范圍內與厚度之間是一一對應關系。因此,根據(jù)這一光譜特性可以得到薄膜的厚度以及光學參數(shù)。光譜法的優(yōu)點是可以同時測量多個參數(shù)且可以有效的排除解的多值性,測量范圍廣,是一種無損測量技術;缺點是對樣品薄膜表面條件的依賴性強,測量穩(wěn)定性較差,因而測量精度不高;對于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前,這種方法主要應用于有機薄膜的厚度測量。白光干涉膜厚測量技術可以實現(xiàn)對薄膜的非接觸式測量。薄膜膜厚儀能測什么

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干涉法作為面掃描方式可以一次性對薄膜局域內的厚度進行解算 ,適用于對面型整體形貌特征要求較高的測量對象。干涉法算法在于相位信息的提取,借助多種復合算法通??梢赃_到納米級的測量準確度。然而主動干涉法對條紋穩(wěn)定性不佳,光學元件表面的不清潔、光照度不均勻、光源不穩(wěn)定、外界氣流震動干擾等因素均可能影響干涉圖的完整性[39],使干涉圖樣中包含噪聲和部分區(qū)域的陰影,給后期處理帶來困難。除此之外,干涉法系統(tǒng)精度的來源——精密移動及定位部件也增加了系統(tǒng)的成本,高精度的干涉儀往往較為昂貴。薄膜膜厚儀能測什么白光干涉膜厚測量技術可以在不同環(huán)境下進行測量。

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光纖白光干涉測量使用的是寬譜光源 。光源的輸出光功率和中心波長的穩(wěn)定性是光源選取時需要重點考慮的參數(shù)。論文所設計的解調系統(tǒng)是通過檢測干涉峰值的中心波長的移動實現(xiàn)的,所以光源中心波長的穩(wěn)定性將對實驗結果產生很大的影響。實驗中我們所選用的光源是由INPHENIX公司生產的SLED光源,相對于一般的寬帶光源具有輸出功率高、覆蓋光譜范圍寬等特點。該光源采用+5V的直流供電,標定中心波長為1550nm,且其輸出功率在一定范圍內是可調的,驅動電流可以達到600mA。

常用白光垂直掃描干涉系統(tǒng)的原理 :入射的白光光束通過半反半透鏡進入到顯微干涉物鏡后,被分光鏡分成兩部分,一個部分入射到固定的參考鏡,一部分入射到樣品表面,當參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡后,再次匯聚發(fā)生干涉,干涉光通過透鏡后,利用電荷耦合器(CCD)可探測整個視場內雙白光光束的干涉圖像。利用Z向精密位移臺帶動干涉鏡頭或樣品臺Z向掃描,可獲得一系列的干涉圖像。根據(jù)干涉圖像序列中對應點的光強隨光程差變化曲線,可得該點的Z向相對位移;然后,由CCD圖像中每個像素點光強最大值對應的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。白光干涉膜厚測量技術可以應用于電子工業(yè)中的薄膜電阻率測量;

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干涉測量法[9-10]是基于光的干涉原理實現(xiàn)對薄膜厚度測量的光學方法 ,是一種高精度的測量技術。采用光學干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結構簡單,成本低廉,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強,使用范圍廣等優(yōu)點。對于大多數(shù)的干涉測量任務,都是通過薄膜表面和基底表面之間產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,從而達到測量目的。光學干涉測量方法的測量精度可達到甚至優(yōu)于納米量級,而利用外差干涉進行測量,其精度甚至可以達到10-3nm量級[11]。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,但是不能實現(xiàn)對靜態(tài)信號的測量,只能測量輸出信號的變化量或者是連續(xù)信號的變化,即只能實現(xiàn)相對測量。而白光干涉是通過對干涉信號中心條紋的有效識別來實現(xiàn)對物理量的測量,是一種測量方式,在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應用。白光干涉膜厚測量技術可以實現(xiàn)對薄膜的在線檢測和控制;膜厚儀產品使用誤區(qū)

廣泛應用于電子、半導體、光學、化學等領域,為研究和開發(fā)提供了有力的手段。薄膜膜厚儀能測什么

利用包絡線法計算薄膜的光學常數(shù)和厚度 ,但目前看來包絡法還存在很多不足,包絡線法需要產生干涉波動,要求在測量波段內存在多個干涉極值點,且干涉極值點足夠多,精度才高。理想的包絡線是根據(jù)聯(lián)合透射曲線的切點建立的,在沒有正確方法建立包絡線時,通常使用拋物線插值法建立,這樣造成的誤差較大。包絡法對測量對象要求高,如果薄膜較薄或厚度不足情況下,會造成干涉條紋減少,干涉波峰個數(shù)較少,要利用干涉極值點建立包絡線就越困難,且利用拋物線插值法擬合也很困難,從而降低該方法的準確度。其次,薄膜吸收的強弱也會影響該方法的準確度,對于吸收較強的薄膜,隨干涉條紋減少,極大值與極小值包絡線逐漸匯聚成一條曲線,該方法就不再適用。因此,包絡法適用于膜層較厚且弱吸收的樣品。薄膜膜厚儀能測什么