該文主要研究了以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對象，實(shí)現(xiàn)納米級薄膜厚度準(zhǔn)確測量的可行性，主要涉及三種方法，分別是白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測量方法也不同。對于折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的半導(dǎo)體鍺膜，選擇采用白光干涉的測量方法；而對于厚度更薄的金膜，其折射率為復(fù)數(shù)，且能夠激發(fā)表面等離子體效應(yīng)，因此采用基于表面等離子體共振的測量方法。為了進(jìn)一步提高測量精度，論文還研究了外差干涉測量法，通過引入高精度的相位解調(diào)手段并檢測P光和S光之間的相位差來提高厚度測量的精度。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的非接觸式測量。高速膜厚儀廠家現(xiàn)貨

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(qiáng)進(jìn)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(jī)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。高精度膜厚儀廠家現(xiàn)貨白光干涉膜厚測量技術(shù)的優(yōu)化需要對實(shí)驗(yàn)方法和算法進(jìn)行改進(jìn) 。

目前 ，應(yīng)用的顯微干涉方式主要有Mirau顯微干涉和Michelson顯微干涉兩張方式。在Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中物鏡和被測樣品之間有兩塊平板，一個是涂覆有高反射膜的平板作為參考鏡，另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡，由于參考鏡位于物鏡和被測樣品之間，從而使物鏡外殼更加緊湊，工作距離相對而言短一些，其倍率一般為10-50倍，Mirau顯微干涉物鏡參考端使用與測量端相同顯微物鏡，因此沒有額外的光程差。是常用的方法之一。

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。測量原理圖如圖1-5所示。而對于薄膜的測量，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(shí)現(xiàn)了對雙峰干涉信號的自動分離，實(shí)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 。

白光干涉測量技術(shù)，也被稱為光學(xué)低相干干涉測量技術(shù) ，使用的是低相干的寬譜光源，例如超輻射發(fā)光二極管、發(fā)光二極管等。同所有的光學(xué)干涉原理一樣，白光干涉同樣是通過觀察干涉圖樣的變化來分析干涉光程差的變化，進(jìn)而通過各種解調(diào)方案實(shí)現(xiàn)對待測物理量的測量。采用寬譜光源的優(yōu)點(diǎn)是由于白光光源的相干長度很小（一般為幾微米到幾十微米之間），所有波長的零級干涉條紋重合于主極大值，即中心條紋，與零光程差的位置對應(yīng)。中心零級干涉條紋的存在使測量有了一個可靠的位置的參考值，從而只用一個干涉儀即可實(shí)現(xiàn)對被測物理量的測量，克服了傳統(tǒng)干涉儀無法實(shí)現(xiàn)測量的缺點(diǎn)。同時，相比于其他測量技術(shù),白光干涉測量方法還具有對環(huán)境不敏感、抗干擾能力強(qiáng)、測量的動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。目前，經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展，白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力、溫度、應(yīng)變、位移等等測量領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度，利用膜層與底材的反射率和相位差來實(shí)現(xiàn)測量。國產(chǎn)膜厚儀生產(chǎn)商

該儀器的使用需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)，操作前需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實(shí)踐。高速膜厚儀廠家現(xiàn)貨

與激光光源相比以白光的寬光譜光源由于具有短相干長度的特點(diǎn)使得兩光束只有在光程差極小的情況下才能發(fā)生干涉因此不會產(chǎn)生干擾條紋 。同時由于白光干涉產(chǎn)生的干涉條紋具有明顯的零光程差位置避免了干涉級次不確定的問題。本文以白光干涉原理為理論基礎(chǔ)對單層透明薄膜厚度測量尤其對厚度小于光源相干長度的薄膜厚度測量進(jìn)行了研究。首先從白光干涉測量薄膜厚度的原理出發(fā)、分別詳細(xì)闡述了白光干涉原理和薄膜測厚原理。接著在金相顯微鏡的基礎(chǔ)上構(gòu)建了型垂直白光掃描系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)中測試薄膜厚度的儀器并利用白光干涉原理對的位移量進(jìn)行了標(biāo)定。高速膜厚儀廠家現(xiàn)貨