在初始相位為零的情況下,當(dāng)被測光與參考光之間的光程差為零時,光強(qiáng)度將達(dá)到最大值。為探測兩個光束之間的零光程差位置,需要精密Z軸向運(yùn)動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動或移動載物臺,垂直掃描過程中,用探測器記錄下干涉光強(qiáng),可得白光干涉信號強(qiáng)度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。干涉圖像序列中某波長處的白光信號強(qiáng)度隨光程差變化示意圖,曲線中光強(qiáng)極大值位置即為零光程差位置,通過零過程差位置的精密定位,即可實(shí)現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量;通過確定最大值對應(yīng)的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度。這種膜厚儀可以測量大氣壓下 。高精度膜厚儀量大從優(yōu)
自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來 ,人們在理論和實(shí)驗(yàn)上展開了討論和研究。結(jié)果表明,動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器,應(yīng)用于光學(xué)信號處理和加密領(lǐng)域。在論文中,我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案,可以用于當(dāng)光程差非常小導(dǎo)致其干涉光譜只有一個干涉峰時的信號解調(diào),實(shí)現(xiàn)納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中,當(dāng)干涉光程差超過光源相干長度的時候,仍然可以觀察到干涉條紋。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是白光光源的光譜可以看成是許多單色光的疊加,每一列單色光的相干長度都是無限的。當(dāng)我們使用光譜儀來接收干涉光譜時,由于光譜儀光柵的分光作用,將寬光譜的白光變成了窄帶光譜,從而使相干長度發(fā)生變化。國產(chǎn)膜厚儀常用解決方案白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的快速測量和分析 。
光學(xué)測厚方法集光學(xué)、機(jī)械、電子、計算機(jī)圖像處理技術(shù)為一體,以其光波長為測量基準(zhǔn),從原理上保證了納米級的測量精度。同時,光學(xué)測厚作為非接觸式的測量方法,被廣泛應(yīng)用于精密元件表面形貌及厚度的無損測量。其中,薄膜厚度光學(xué)測量方法按光吸收、透反射、偏振和干涉等光學(xué)原理可分為橢圓偏振法、分光光度法、干涉法等多種測量方法。不同的測量方法,其適用范圍各有側(cè)重,褒貶不一。因此結(jié)合多種測量方法的多通道式復(fù)合測量法也有研究,如橢圓偏振法和光度法結(jié)合的光譜橢偏法,彩色共焦光譜干涉和白光顯微干涉的結(jié)合法等。
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向。此項(xiàng)技術(shù)通過使用光譜儀將對條紋的測量轉(zhuǎn)變?yōu)閷Σ煌ㄩL光譜的測量,分析被測物體的光譜特性,得到相應(yīng)的長度信息和形貌信息。與白光掃描干涉術(shù)相比,它不需要大量的掃描過程,因此提高了測量效率,并減小了環(huán)境對其影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度等。白光干涉光譜分析基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,經(jīng)過分光棱鏡折射為兩束光。這兩束光分別經(jīng)由參考面和被測物體入射,反射后再次匯聚合成,并由色散元件分光至探測器,記錄頻域干涉信號。這個光譜信號包含了被測表面信息,如果此時被測物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在光譜信號當(dāng)中。白光干涉光譜分析將白光干涉和光譜測量的速度結(jié)合起來,形成了一種精度高且速度快的測量方法。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以應(yīng)用于光學(xué)元件制造中的薄膜厚度控制。
薄膜是一種特殊的微結(jié)構(gòu),在電子學(xué)、摩擦學(xué)、現(xiàn)代光學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,因此薄膜的測試技術(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的。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且實(shí)用的研究方向。在工業(yè)生產(chǎn)中,薄膜的厚度直接影響薄膜是否能正常工作。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。薄膜的厚度會影響其電磁性能、力學(xué)性能和光學(xué)性能等,因此準(zhǔn)確地測量薄膜的厚度成為一種關(guān)鍵技術(shù)。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。本地膜厚儀價格走勢
白光干涉膜厚測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對薄膜的在線檢測和控制。高精度膜厚儀量大從優(yōu)
白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術(shù)測量的局限性 。白光掃描干涉法采用白光作為光源,白光作為一種寬光譜的光源,相干長度較短,因此發(fā)生干涉的位置只能在很小的空間范圍內(nèi)。而且在白光干涉時,有一個確切的零點(diǎn)位置。測量光和參考光的光程相等時,所有波段的光都會發(fā)生相長干涉,這時就能觀測到有一個很明亮的零級條紋,同時干涉信號也出現(xiàn)最大值,通過分析這個干涉信號,就能得到表面上對應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的相對高度,從而得到被測物體的幾何形貌。白光掃描干涉術(shù)是通過測量干涉條紋來完成的,而干涉條紋的清晰度直接影響測試精度。因此,為了提高精度,就需要更為復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng),這使得條紋的測量變成一項(xiàng)費(fèi)力又費(fèi)時的工作。高精度膜厚儀量大從優(yōu)