論文主要以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對(duì)象，研究了白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度準(zhǔn)確測量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測量方法也不同。半導(dǎo)體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點(diǎn)，選擇采用白光干涉的測量方法；而厚度更薄的金膜的折射率為復(fù)數(shù)，且能激發(fā)的表面等離子體效應(yīng)，因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法；為了進(jìn)一步改善測量的精度，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，檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對(duì)薄膜的各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合測量和分析。吉安膜厚儀廠家現(xiàn)貨

干涉測量法[9-10]是基于光的干涉原理實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度測量的光學(xué)方法，是一種高精度的測量技術(shù)。采用光學(xué)干涉原理的測量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)的干涉測量任務(wù)，都是通過薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律，來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化，從而達(dá)到測量目的。光學(xué)干涉測量方法的測量精度可達(dá)到甚至優(yōu)于納米量級(jí)，而利用外差干涉進(jìn)行測量，其精度甚至可以達(dá)到10-3nm量級(jí)[11]。根據(jù)所使用光源的不同，干涉測量方法又可以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，但是不能實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)信號(hào)的測量，只能測量輸出信號(hào)的變化量或者是連續(xù)信號(hào)的變化，即只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)測量。而白光干涉是通過對(duì)干涉信號(hào)中心條紋的有效識(shí)別來實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的測量，是一種測量方式，在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應(yīng)用。黑龍江國產(chǎn)膜厚儀白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過對(duì)干涉曲線的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的厚度測量。

白光干涉頻域解調(diào)顧名思義是在頻域分析解調(diào)信號(hào)，測量裝置與時(shí)域解調(diào)裝置幾乎相同，只需把光強(qiáng)測量裝置換為光譜儀或者是CCD，接收到的信號(hào)是光強(qiáng)隨著光波長的分布。由于時(shí)域解調(diào)中接收到的信號(hào)是一定范圍內(nèi)所有波長的光強(qiáng)疊加，因此將頻譜信號(hào)中各個(gè)波長的光強(qiáng)疊加，即可得到與它對(duì)應(yīng)的時(shí)域接收信號(hào)。由此可見，頻域的白光干涉條紋不僅包含了時(shí)域白光干涉條紋的所有信息，還包含了時(shí)域干涉條紋中沒有的波長信息。在頻域干涉中，當(dāng)兩束相干光的光程差遠(yuǎn)大于光源的相干長度時(shí)，仍可以在光譜儀上觀察到頻域干涉條紋。這是由于光譜儀內(nèi)部的光柵具有分光作用，能夠?qū)捵V光變成窄帶光譜，從而增加了光譜的相干長度。這一解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就是在整個(gè)測量系統(tǒng)中沒有使用機(jī)械掃描部件，從而在測量的穩(wěn)定性和可靠性上得到很大的提高。常見的頻域解調(diào)方法有峰峰值檢測法、傅里葉解調(diào)法以及傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。

開展白光干涉理論分析，在此基礎(chǔ)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，完成了應(yīng)用于靶丸殼層折射率和厚度分布測量實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)及搭建。該實(shí)驗(yàn)裝置主要由白光反射光譜探測模塊、靶丸吸附轉(zhuǎn)位模塊、三維運(yùn)動(dòng)模塊、氣浮隔震平臺(tái)等幾部分組成，可實(shí)現(xiàn)靶丸的負(fù)壓吸附、靶丸位置的精密調(diào)整以及靶丸360°范圍的旋轉(zhuǎn)及特定角度下靶丸殼層白光反射光譜的測量。基于白光垂直掃描干涉和白光反射光譜的基本原理,建立了二者聯(lián)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，二者聯(lián)立即可求得靶丸折射率和厚度數(shù)據(jù)。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以對(duì)薄膜的厚度和形貌進(jìn)行聯(lián)合測量和分析。

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(shí)，光強(qiáng)度將達(dá)到最大值。為探測兩個(gè)光束之間的零光程差位置，需要精密Z向運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)干涉鏡頭作垂直掃描運(yùn)動(dòng)或移動(dòng)載物臺(tái)，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(hào)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(hào)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(duì)位移的精密測量；通過確定最大值對(duì)應(yīng)的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度。白光干涉膜厚測量技術(shù)可以通過對(duì)干涉曲線的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的光學(xué)參數(shù)測量。廈門膜厚儀常見問題

白光干涉膜厚測量技術(shù)是一種測量薄膜厚度的方法。吉安膜厚儀廠家現(xiàn)貨

干涉法與分光光度法都是利用相干光形成等厚干涉條紋的原理來確定薄膜厚度和折射率，然而與薄膜自發(fā)產(chǎn)生的等傾干涉不同，干涉法是通過設(shè)置參考光路，形成與測量光路間的干涉條紋，因此其相位信息包含兩個(gè)部分，分別是由參考平面和測量平面間掃描高度引起的附加相位和由透明薄膜內(nèi)部多次反射引起的膜厚相位。干涉法測量光路使用面陣CCD接收參考平面和測量平面間相干波面的干涉光強(qiáng)分布，不同于以上三種點(diǎn)測量方式，可一次性生成薄膜待測區(qū)域的表面形貌信息，但同時(shí)由于存在大量軸向掃描和數(shù)據(jù)解算，完成單次測量的時(shí)間相對(duì)較長。吉安膜厚儀廠家現(xiàn)貨

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