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(jìn)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參考鏡,一部分入射到樣品表面,當(dāng)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(nèi)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,可獲得一系列干涉圖像。根據(jù)干涉圖像序列中對應(yīng)點的光強(qiáng)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(qiáng)最大值對應(yīng)的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。可測量大氣壓下薄膜厚度在1納米到1毫米之間。白光干涉膜厚儀
薄膜作為一種特殊的微結(jié)構(gòu),近年來在電子學(xué)、力學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用,薄膜的測試技術(shù)變得越來越重要。尤其是在厚度這一特定方向上,尺寸很小,基本上都是微觀可測量。因此,在微納測量領(lǐng)域中,薄膜厚度的測試是一個非常重要而且很實用的研究方向。在工業(yè)生產(chǎn)中,薄膜的厚度直接關(guān)系到薄膜能否正常工作。在半導(dǎo)體工業(yè)中,膜厚的測量是硅單晶體表面熱氧化厚度以及平整度質(zhì)量控制的重要手段。薄膜的厚度影響薄膜的電磁性能、力學(xué)性能和光學(xué)性能等,所以準(zhǔn)確地測量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù)。薄膜膜厚儀設(shè)備白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實現(xiàn)對薄膜的非接觸式測量。
通過白光干涉理論分析,詳細(xì)介紹了白光垂直掃描干涉技術(shù)和白光反射光譜技術(shù)的基本原理,并完成了應(yīng)用于測量靶丸殼層折射率和厚度分布實驗裝置的設(shè)計和搭建。該實驗裝置由白光反射光譜探測模塊、靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊、三維運動模塊和氣浮隔震平臺等組成,能夠?qū)崿F(xiàn)對靶丸的負(fù)壓吸附、靶丸位置的精密調(diào)整以及360°范圍的旋轉(zhuǎn)和特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測量?;诎坠獯怪睊呙韪缮婧桶坠夥瓷涔庾V的基本原理,提出了一種聯(lián)合使用的靶丸殼層折射率測量方法。該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學(xué)厚度,利用白光垂直掃描干涉技術(shù)測量光線通過靶丸殼層后的光程增量,從而可以計算得到靶丸的折射率和厚度數(shù)據(jù)。
白光掃描干涉法采用白光為光源,壓電陶瓷驅(qū)動參考鏡進(jìn)行掃描,干涉條紋掃過被測面,通過感知相干峰位置來獲得表面形貌信息。對于薄膜的測量,上下表面形貌、粗糙度、厚度等信息能通過一次測量得到,但是由于薄膜上下表面的反射,會使提取出來的白光干涉信號出現(xiàn)雙峰形式,變得更復(fù)雜。另外,由于白光掃描法需要掃描過程,因此測量時間較長而且易受外界干擾?;趫D像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測試方法,實現(xiàn)了對雙峰干涉信號的自動分離,實現(xiàn)了薄膜厚度的測量。隨著技術(shù)的進(jìn)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高和擴(kuò)展 。
在白光反射光譜探測模塊中,入射光經(jīng)過分光鏡1分光后 ,一部分光通過物鏡聚焦到靶丸表面 ,靶丸殼層上、下表面的反射光經(jīng)過物鏡、分光鏡1、聚焦透鏡、分光鏡2后,一部分光聚焦到光纖端面并到達(dá)光譜儀探測器,可實現(xiàn)靶丸殼層白光干涉光譜的測量,一部分光到達(dá)CCD探測器,可獲得靶丸表面的光學(xué)圖像。靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊和三維運動模塊分別用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度轉(zhuǎn)位以及靶丸位置的輔助調(diào)整,測量過程中,將靶丸放置于軸系吸嘴前端,通過微型真空泵負(fù)壓吸附于吸嘴上;然后,移動位移平臺,將靶丸移動至CCD視場中心,通過Z向位移臺,使靶丸表面成像清晰;利用光譜儀探測靶丸殼層的白光反射光譜;靶丸在軸系的帶動下,平穩(wěn)轉(zhuǎn)位到特定角度,由于軸系的回轉(zhuǎn)誤差,轉(zhuǎn)位后靶丸可能偏移CCD視場中心,此時可通過調(diào)整軸系前端的調(diào)心結(jié)構(gòu),使靶丸定點位于視場中心并采集其白光反射光譜;重復(fù)以上步驟,可實現(xiàn)靶丸特定位置或圓周輪廓白光反射光譜數(shù)據(jù)的測量。為減少外界干擾和震動而引起的測量誤差,該裝置放置于氣浮平臺上,通過高性能的隔振效果可保證測量結(jié)果的穩(wěn)定性。這種膜厚儀可以測量大氣壓下 。本地膜厚儀廠家
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。白光干涉膜厚儀
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。白光干涉膜厚儀