通过基于表面等离子体共振传感的测量方案,结合共振曲线的三个特征参数,即共振角、半高宽和反射率小值,反演计算可以精确地得到待测金属薄膜的厚度和介电常数。该方案操作简单,利用Kretschmann型结构的表面等离子体共振实验系统即可得到共振曲线,从而得到金膜的厚度。由于该方案为一种强度测量方案,受环境影响较大,测量结果存在多值性问题,因此研究人员进一步对偏振外差干涉的改进方案进行了理论分析,从P光和S光之间相位差的变化来实现厚度测量。光路长度越长,仪器分辨率越高,但也越容易受到干扰因素的影响,需要采取降噪措施。膜厚仪
薄膜干涉原理根据薄膜干涉原理…,当波长为^的单色光以人射角f从折射率为n.的介质入射到折射率为n:、厚度为e的介质膜面(见图1)时,干涉明、暗纹条件为:
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=kλ,k=1,2,3,4,5...(1)
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=(2k+1)λ/2,k=0,1,2,3,4...(2)
E式中k为干涉条纹级次;δ’为半波损失.
普通物理教材中讨论薄膜干涉问题时,均近似地认为,δ’是指入射光波在光疏介质中前进,遇到光密介质i的界面时,在不超过临界角的条件下,不论人射角的大小如何,在反射过程中都将产生半个波长的损失(严格地说, 只在掠射和正射情况下反射光的振动方向与入射光的振动方向才几乎相反),故δ’是否存在决定于n1,n2,n3大小的比较。当膜厚e一定,而入射角j可变时,干涉条纹级次^随f而变,即同样的人射角‘对应同一级明纹(或暗纹),叫等倾干涉,如以不同的入射角入射到平板介质上.当入射角£一定,而膜厚。可变时,干涉条纹级次随。而变,即同样的膜厚e对应同一级明纹(或暗纹)。叫等厚干涉,如劈尖干涉和牛顿环. 高精度膜厚仪详情精度高的白光干涉膜厚仪通常采用Michelson干涉仪的结构。
白光反射光谱探测模块中,入射光经过分光镜1分光后,一部分光照射到靶丸表面,靶丸壳层上、下表面的反射光经物镜、分光镜1、聚焦透镜、分光镜2后,一部分光聚焦到光纤端面并到达光谱仪探测器,实现了靶丸壳层白光干涉光谱的测量。另一部分光到达CCD探测器,获得靶丸表面的光学图像。靶丸吸附转位模块和三维运动模块分别用于靶丸的吸附定位以及靶丸特定角度的转位和靶丸位置的调整。在测量过程中,将靶丸放置于轴系吸嘴前端,通过微型真空泵将其吸附于吸嘴上;然后,移动位移平台,将靶丸移动至CCD视场中心,Z向位移台可调整视场清晰度;利用光谱仪探测靶丸壳层的白光反射光谱;靶丸在轴系的带动下,平稳转动到特定角度,为消除轴系回转误差所带来的误差,可通过调整调心结构,使靶丸定点位于视场中心并采集其白光反射光谱。重复以上步骤,可实现靶丸特定位置或圆周轮廓白光反射光谱数据的测量。为减少外界干扰和震动所引起的测量误差,该装置放置于气浮平台上,通过高性能的隔振效果,保证了测量结果的稳定性。
。白光干涉膜厚仪基于薄膜对白光的反射和透射产生干涉现象,通过测量干涉条纹的位置和间距来计算出薄膜的厚度。这种仪器在光学薄膜、半导体、涂层和其他薄膜材料的生产和研发过程中具有重要的应用价值。白光干涉膜厚仪的原理是基于薄膜对白光的干涉现象。当白光照射到薄膜表面时,部分光线会被薄膜反射,而另一部分光线会穿透薄膜并在薄膜内部发生多次反射和折射。这些反射和折射的光线会与原始入射光线产生干涉,形成干涉条纹。通过测量干涉条纹的位置和间距,可以推导出薄膜的厚度信息。白光干涉膜厚仪在光学薄膜领域具有广泛的应用。光学薄膜是一种具有特殊光学性质的薄膜材料,广泛应用于激光器、光学镜片、光学滤波器等光学元件中。通过白光干涉膜厚仪可以实现对光学薄膜厚度的精确测量,保证光学薄膜元件的光学性能。此外,白光干涉膜厚仪还可以用于半导体行业中薄膜材料的生产和质量控制,确保半导体器件的性能稳定和可靠性。白光干涉膜厚仪还可以应用于涂层材料的生产和研发过程中。涂层材料是一种在材料表面形成一层薄膜的工艺,用于增强材料的表面性能。通过白光干涉膜厚仪可以对涂层材料的厚度进行精确测量,保证涂层的均匀性和稳定性,提高涂层材料的质量和性能。白光干涉膜厚仪是用于测量薄膜厚度的一种仪器,可用于透明薄膜和平行表面薄膜的测量。
基于白光干涉法的晶圆膜厚测量装置,其特征在于:该装置包括白光光源、显微镜、分束镜、干涉物镜、光纤传输单元、准直器、光谱仪、USB传输线、计算机;光谱仪主要包括六部分,分别是:光纤入口、准直镜、光栅、聚焦镜、区域检测器、带OFLV滤波器的探测器;
光源发出的白光经准直镜扩束准直后成平行光,经分束镜射入Michelson干涉物镜,准直透镜将白光缩束准直后垂直照射到待测晶圆上,反射光之间相互发生干涉,经准直镜后干涉光强进入光纤耦合单元,完成干涉部分;
光纤传输的干涉信号进入光谱仪,计算机定时从光谱仪中采集光谱信号,获取诸如光强、反射率等信息,计算机对这些信息进行信号处理,滤除高频噪声信息,然后对光谱信息进行归一化处理,利用峰值对应的波长值,计算晶圆膜厚。 白光干涉膜厚仪的工作原理是基于膜层与底材的反射率及其相位差,通过测量反射光的干涉来计算膜层厚度。光干涉膜厚仪排名
总结,白光干涉膜厚仪是一种应用广、具有高精度和可靠性的薄膜厚度测量仪器。膜厚仪
白光干涉光谱分析是目前白光干涉测量的一个重要方向,此项技术主要是利用光谱仪将对条纹的测量转变成为对不同波长光谱的测量。通过分析被测物体的光谱特性,就能够得到相应的长度信息和形貌信息。相比于白光扫描干涉术,它不需要大量的扫描过程,因此提高了测量效率,而且也减小了环境对它的影响。此项技术能够测量距离、位移、块状材料的群折射率以及多层薄膜厚度。白光干涉光谱法是基于频域干涉的理论,采用白光作为宽波段光源,经过分光棱镜,被分成两束光,这两束光分别入射到参考面和被测物体,反射回来后经过分光棱镜合成后,由色散元件分光至探测器,记录频域上的干涉信号。此光谱信号包含了被测表面的信息,如果此时被测物体是薄膜,则薄膜的厚度也包含在这光谱信号当中。这样就把白光干涉的精度和光谱测量的速度结合起来,形成了一种精度高而且速度快的测量方法。膜厚仪