國產(chǎn)膜厚儀常見問題

自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導(dǎo)光譜的變化以來，人們開始在理論和實驗上進(jìn)行探討和研究。結(jié)果表明，動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器，可應(yīng)用于光學(xué)信號處理和加密領(lǐng)域。本文提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案，可應(yīng)用于當(dāng)兩光程差非常小導(dǎo)致干涉光譜只有一個干涉峰的信號解調(diào)，實現(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時，仍然可以觀察到干涉條紋。這種現(xiàn)象是因為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)使用光譜儀接收干涉光譜時，由于光譜儀光柵的分光作用，寬光譜的白光變成了窄帶光譜，導(dǎo)致相干長度發(fā)生變化。操作需要一定的專業(yè)素養(yǎng)和經(jīng)驗，需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實踐。國產(chǎn)膜厚儀常見問題

目前，常用的顯微干涉方式主要有Mirau和Michelson兩種方式。Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu)中，物鏡和被測樣品之間有兩塊平板，一塊涂覆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，物鏡外殼更加緊湊，工作距離相對較短，倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測量端相同的顯微物鏡，因此不存在額外的光程差，因此是常用的顯微干涉測量方法之一。Mirau顯微干涉結(jié)構(gòu)中，參考鏡位于物鏡和被測樣品之間，且物鏡外殼更加緊湊，工作距離相對較短，倍率一般為10-50倍。Mirau顯微干涉物鏡的參考端使用與測量端相同的顯微物鏡，因此不存在額外的光程差，同時該結(jié)構(gòu)具有高分辨率和高靈敏度等特點，適用于微小樣品的測量。因此，在生物醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。納米級膜厚儀生產(chǎn)商隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴展，白光干涉膜厚儀的性能和功能將得到進(jìn)一步提高。

在白光干涉中，當(dāng)光程差為零時，會出現(xiàn)零級干涉條紋。隨著光程差的增加，光源譜寬范圍內(nèi)的每條譜線形成的干涉條紋之間會發(fā)生偏移，疊加后整體效果導(dǎo)致條紋對比度降低。白光干涉原理的測量系統(tǒng)精度高，可以進(jìn)行測量。采用白光干涉原理的測量系統(tǒng)具有抗干擾能力強、動態(tài)范圍大、快速檢測和結(jié)構(gòu)簡單緊湊等優(yōu)點。雖然普通的激光干涉與白光干涉有所區(qū)別，但它們也具有許多共同之處。我們可以將白光看作一系列理想的單色光在時域上的相干疊加，而在頻域上觀察到的就是不同波長對應(yīng)的干涉光強變化曲線。

在納米量級薄膜的各項相關(guān)參數(shù)中，薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計和制備過程中的重要參數(shù)，是決定薄膜性質(zhì)和性能的基本參量之一，它對于薄膜的力學(xué)、光學(xué)和電磁性能等都有重要的影響[3]。但是由于納米量級薄膜的極小尺寸及其突出的表面效應(yīng)，使得對其厚度的準(zhǔn)確測量變得困難。經(jīng)過眾多科研技術(shù)人員的探索和研究，新的薄膜厚度測量理論和測量技術(shù)不斷涌現(xiàn)，測量方法實現(xiàn)了從手動到自動，有損到無損測量。由于待測薄膜材料的性質(zhì)不同，其適用的厚度測量方案也不盡相同。對于厚度在納米量級的薄膜，利用光學(xué)原理的測量技術(shù)應(yīng)用。相比于其他方法，光學(xué)測量方法因為具有精度高，速度快，無損測量等優(yōu)勢而成為主要的檢測手段。其中具有代表性的測量方法有干涉法，光譜法，橢圓偏振法，棱鏡耦合法等。該儀器的使用需要一定的專業(yè)技能和經(jīng)驗，操作前需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實踐。

極值法求解過程計算簡單，快速，同時確定薄膜的多個光學(xué)常數(shù)及解決多值性問題，測試范圍廣，但沒有考慮薄膜均勻性和基底色散的因素，以至于精度不夠高。此外，由于受曲線擬合精度的限制，該方法對膜厚的測量范圍有要求，通常用這種方法測量的薄膜厚度應(yīng)大于200nm且小于10μm，以確保光譜信號中的干涉波峰數(shù)恰當(dāng)。全光譜擬合法是基于客觀條件或基本常識來設(shè)置每個擬合參數(shù)上限、下限，并為該區(qū)域的薄膜生成一組或多組光學(xué)參數(shù)及厚度的初始值，引入適合的色散模型，再根據(jù)麥克斯韋方程組的推導(dǎo)。這樣求得的值自然和實際的透過率和反射率（通過光學(xué)系統(tǒng)直接測量的薄膜透射率或反射率）有所不同，建立評價函數(shù)，當(dāng)計算的透過率/反射率與實際值之間的偏差小時，我們就可以認(rèn)為預(yù)設(shè)的初始值就是要測量的薄膜參數(shù)。增加光路長度可以提高儀器分辨率，但同時也會更容易受到振動等干擾，需要采取降噪措施。光干涉膜厚儀廠家

操作需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗，需要進(jìn)行充分的培訓(xùn)和實踐。國產(chǎn)膜厚儀常見問題

晶圓對于半導(dǎo)體器件至關(guān)重要，膜厚是影響晶圓物理性質(zhì)的重要參數(shù)之一。通常對膜厚的測量有橢圓偏振法、探針法、光學(xué)法等，橢偏法設(shè)備昂貴，探針法又會損傷晶圓表面。利用光學(xué)原理進(jìn)行精密測試，一直是計量和測試技術(shù)領(lǐng)域中的主要方法之一，在光學(xué)測量領(lǐng)域，基于干涉原理的測量系統(tǒng)已成為物理量檢測中十分精確的系統(tǒng)之一。光的干涉計量與測試本質(zhì)是以光波的波長作為單位來進(jìn)行計量的，現(xiàn)代的干涉測試與計量技術(shù)已能達(dá)到一個波長的幾百分之一的測量精度，干涉測量的更大特點是它具有更高的靈敏度（或分辨率）和精度，。而且絕大部分干涉測試都是非接觸的，不會對被測件帶來表面損傷和附加誤差；測量對象較廣，并不局限于金屬或非金屬；可以檢測多參數(shù)，如：長度、寬度、直徑、表面粗糙度、面積、角度等。國產(chǎn)膜厚儀常見問題