納米級膜厚儀

由于不同性質和形態(tài)的薄膜對系統的測量量程和精度的需求不盡相同，因而多種測量方法各有優(yōu)缺，難以一概而論。按照薄膜厚度的增加，適用的測量方式分別為橢圓偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。對于小于1μm的較薄薄膜，白光干涉輪廓儀的測量精度較低，分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對于小于200nm的薄膜，由于透過率曲線缺少峰谷值，橢圓偏振法結果更可靠?；诎坠飧缮嬖淼墓鈱W薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜，通過使用不同的解調技術處理白光干涉的圖樣，得到待測薄膜厚度。本章在詳細研究白光干涉測量技術的常用解調方案、解調原理及其局限性的基礎上，分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調方案不適用于極短光程差測量的結論。在此基礎上，我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調技術。白光干涉膜厚儀需要進行校準，并選擇合適的標準樣品。納米級膜厚儀

干涉測量法是一種基于光的干涉原理實現對薄膜厚度測量的光學方法，是一種高精度的測量技術，其采用光學干涉原理的測量系統具有結構簡單、成本低廉、穩(wěn)定性高、抗干擾能力強、使用范圍廣等優(yōu)點。對于大多數干涉測量任務，都是通過分析薄膜表面和基底表面之間產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，從而實現測量目的。光學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用。品牌膜厚儀定做價格總的來說，白光干涉膜厚儀是一種應用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。

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的測量。其缺點是不夠實用，該方法需要一個較好的薄膜的光學模型(包括色散系數、吸收系數、多層膜系統)，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確，尤其是對于多層膜體系，建立光學模型非常困難，無法用公式準確地表示出來。在實際應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。

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該無干涉現象，同理光線通過下玻璃板時也無干涉現象．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該有干涉現象，在空氣膜的下表面處有一半波損失，故光程差應該為2n₂e+λ/2．

(2)假設玻璃板厚度的量級與可見光波長量級可比擬，當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． 白光干涉膜厚測量技術可以對薄膜的厚度、反射率、折射率等光學參數進行測量。

由于不同性質和形態(tài)的薄膜對系統的測量量程和精度的需求不盡相同，因而多種測量方法各有優(yōu)劣，難以一概而論。，按照薄膜厚度的增加，適用的測量方式分別為分光光度法、橢圓偏振法、共聚焦法和干涉法。對于小于1μm的較薄薄膜，白光干涉輪廓儀的測量精度較低，分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對于小于200nm的薄膜，由于透過率曲線缺少峰谷值，橢圓偏振法結果更加可靠?；诎坠飧缮嬖淼墓鈱W薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜，通過使用不同的解調技術處理白光干涉的圖樣，得到待測薄膜厚度。本章在詳細研究白光干涉測量技術的常用解調方案、解調原理及其局限性的基礎上，分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調方案不適用于極短光程差測量的結論。在此基礎上，我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調技術。當光路長度增加，儀器的分辨率越高，也越容易受到靜態(tài)振動等干擾因素的影響，需采取一些減小噪聲的措施。高精度膜厚儀性價比高

白光干涉膜厚測量技術的優(yōu)化需要對實驗方法和算法進行改進；納米級膜厚儀

白光干涉光譜分析是目前白光干涉測量的一個重要方向 ，此項技術主要是利用光譜儀將對條紋的測量轉變成為對不同波長光譜的測量 。通過分析被測物體的光譜特性，就能夠得到相應的長度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術，它不需要大量的掃描過程，因此提高了測量效率，而且也減小了環(huán)境對它的影響。此項技術能夠測量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白干干涉光譜法是基于頻域干涉的理論，采用白光作為寬波段光源，經過分光棱鏡，被分成兩束光，這兩束光分別入射到參考面和被測物體，反射回來后經過分光棱鏡合成后，由色散元件分光至探測器，記錄頻域上的干涉信號。此光譜信號包含了被測表面的信息，如果此時被測物體是薄膜，則薄膜的厚度也包含在這光譜信號當中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測量的速度結合起來，形成了一種精度高而且速度快的測量方法。納米級膜厚儀