使用了迭代算法的光譜擬合法,其優(yōu)缺點在很大程度上取決于所選擇的算法。隨著各種全局優(yōu)化算法的引入,遺傳算法和模擬退火算法等新算法被用于薄膜參數(shù)的測量。其缺點是不夠?qū)嵱?,該方法需要一個較好的薄膜的光學(xué)模型(包括色散系數(shù)、吸收系數(shù)、多層膜系統(tǒng)),但是在實際測試過程中,薄膜的色散和吸收的公式通常不準(zhǔn)確,尤其是對于多層膜體系,建立光學(xué)模型非常困難,無法用公式準(zhǔn)確地表示出來。在實際應(yīng)用中只能使用簡化模型,因此,通常全光譜擬合法不如極值法有效。另外該方法的計算速度慢也不能滿足快速計算的要求。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算膜層厚度。國內(nèi)膜厚儀供應(yīng)鏈
折射率分別為1.45和1.62的2塊玻璃板,使其一端相接觸,形成67的尖劈.將波長為550nm的單色光垂直投射在劈上,并在上方觀察劈的干涉條紋,試求條紋間距。
我們可以分2種可能的情況來討論:
一般玻璃的厚度可估計為1mm的量級,這個量級相對于光的波長550nm而言,應(yīng)該算是膜厚e遠遠大于波長^的厚玻璃了,所以光線通過上玻璃板時應(yīng)該無干涉現(xiàn)象,同理光線通過下玻璃板時也無干涉現(xiàn)象.空氣膜厚度因劈角很小而很薄,與波長可比擬,所以光線通過空氣膜應(yīng)該有干涉現(xiàn)象,在空氣膜的下表面處有一半波損失,故光程差應(yīng)該為2n2e+λ/2.
(2)假設(shè)玻璃板厚度的量級與可見光波長量級可比擬,當(dāng)單色光垂直投射在劈尖上時,上玻璃板能滿足形成薄膜干涉的條件,其光程差為2n2e+λ/2,下玻璃板也能滿足形成薄膜于涉的條件,光程差為2n1h+λ/2,但由于玻璃板膜厚均勻,h不變,人射角i=儼也不變,故玻璃板形成的薄膜干涉為等傾又等厚干涉條紋,要么玻璃板全亮,要么全暗,它不會影響空氣劈尖干涉條紋的位置和條紋間距。空氣劈尖干涉光程差仍為2n2e+λ/2,但玻璃板會影響劈尖干涉條紋的亮度對比度. 薄膜干涉膜厚儀位移計它可以用不同的軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析,比如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。
干涉法測量可表述為:白光干涉光譜法主要利用光的干涉原理和光譜分光原理,利用光在不同波長處的干涉光強進行求解。光源出射的光經(jīng)分光棱鏡分成兩束,其中一束入射到參考鏡,另一束入射到測量樣品表面,兩束光均發(fā)生反射并入射到分光棱鏡,此時這兩束光會發(fā)生干涉。干涉光經(jīng)光譜儀采集得到白光光譜干涉信號,經(jīng)由計算機處理數(shù)據(jù)、顯示結(jié)果變化,之后讀出厚度值或變化量。如何建立一套基于白光干涉法的晶圓膜厚測量裝置,對于晶圓膜厚測量具有重要意義,設(shè)備價格、空間大小、操作難易程度都是其影響因素。
在納米級薄膜的各項相關(guān)參數(shù)中,薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計和制備過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),使得對納米級薄膜的厚度準(zhǔn)確測量變得困難。經(jīng)過眾多科研技術(shù)人員的探索和研究,新的薄膜厚度測量理論和測量技術(shù)不斷涌現(xiàn),測量方法從手動到自動、有損到無損不斷得到實現(xiàn)。對于不同性質(zhì)薄膜,其適用的厚度測量方案也不相同。針對納米級薄膜,應(yīng)用光學(xué)原理的測量技術(shù)。相比其他方法,光學(xué)測量方法具有精度高、速度快、無損測量等優(yōu)勢,成為主要檢測手段。其中代表性的測量方法有橢圓偏振法、干涉法、光譜法、棱鏡耦合法等。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對不同材料的薄膜進行測量;
干涉測量法是一種基于光的干涉原理實現(xiàn)對薄膜厚度測量的光學(xué)方法,是一種高精度的測量技術(shù),其采用光學(xué)干涉原理的測量系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、穩(wěn)定性高、抗干擾能力強、使用范圍廣等優(yōu)點。對于大多數(shù)干涉測量任務(wù),都是通過分析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,來研究待測物理量引入的光程差或位相差的變化,從而實現(xiàn)測量目的。光學(xué)干涉測量方法的測量精度可達到甚至優(yōu)于納米量級,利用外差干涉進行測量,其精度甚至可以達到10^-3 nm量級。根據(jù)所使用的光源不同,干涉測量方法可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,在薄膜厚度測量中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)的進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提升和擴展。薄膜干涉膜厚儀測厚度
它可測量大氣壓下1納米到1毫米范圍內(nèi)的薄膜厚度。國內(nèi)膜厚儀供應(yīng)鏈
針對現(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、計算機。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)域檢測器、帶OFLV濾波器的探測器。測量具體步驟為: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,通過USB線將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X??梢詫崿F(xiàn)對晶圓膜厚的無損測量,時間快、設(shè)備小巧、操作簡單、精度高,適合實驗室檢測。國內(nèi)膜厚儀供應(yīng)鏈