在納米量級(jí)薄膜的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)中,薄膜材料的厚度是薄膜設(shè)計(jì)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(duì)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(jí)薄膜的極小尺寸及其突出的表面效應(yīng),使得對(duì)其厚度的準(zhǔn)確測(cè)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(cè)量理論和測(cè)量技術(shù)不斷涌現(xiàn),測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)了從手動(dòng)到自動(dòng),有損到無損測(cè)量。由于待測(cè)薄膜材料的性質(zhì)不同,其適用的厚度測(cè)量方案也不盡相同。對(duì)于厚度在納米量級(jí)的薄膜,利用光學(xué)原理的測(cè)量技術(shù)應(yīng)用。相比于其他方法,光學(xué)測(cè)量方法因?yàn)榫哂芯雀?,速度快,無損測(cè)量等優(yōu)勢(shì)而成為主要的檢測(cè)手段。其中具有代表性的測(cè)量方法有干涉法,光譜法,橢圓偏振法,棱鏡耦合法等。白光干涉膜厚儀需要校準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用至關(guān)重要。高精度膜厚儀源頭直供廠家
光學(xué)測(cè)厚方法集光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為一體,以其光波長(zhǎng)為測(cè)量基準(zhǔn),從原理上保證了納米級(jí)的測(cè)量精度。同時(shí),光學(xué)測(cè)厚作為非接觸式的測(cè)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(cè)量。其中,薄膜厚度光學(xué)測(cè)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(cè)量方法。不同的測(cè)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(cè)量方法的多通道式復(fù)合測(cè)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。本地膜厚儀調(diào)試廣泛應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體、光學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域,為研究和開發(fā)提供了有力的手段。
晶圓對(duì)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(duì)膜厚的測(cè)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(huì)損傷晶圓表面。利用光學(xué)原理進(jìn)行精密測(cè)試,一直是計(jì)量和測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域中的主要方法之一,在光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域,基于干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)已成為物理量檢測(cè)中十分精確的系統(tǒng)之一。光的干涉計(jì)量與測(cè)試本質(zhì)是以光波的波長(zhǎng)作為單位來進(jìn)行計(jì)量的,現(xiàn)代的干涉測(cè)試與計(jì)量技術(shù)已能達(dá)到一個(gè)波長(zhǎng)的幾百分之一的測(cè)量精度,干涉測(cè)量的更大特點(diǎn)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(cè)試都是非接觸的,不會(huì)對(duì)被測(cè)件帶來表面損傷和附加誤差;測(cè)量對(duì)象較廣,并不局限于金屬或非金屬;可以檢測(cè)多參數(shù),如:長(zhǎng)度、寬度、直徑、表面粗糙度、面積、角度等。
白光掃描干涉法可以避免色光相移干涉法測(cè)量的局限性。該方法利用白光作為光源,由于白光是一種寬光譜的光源,相干長(zhǎng)度相對(duì)較短,因此發(fā)生干涉的位置范圍很小。在白光干涉時(shí),存在一個(gè)確定的零位置,當(dāng)測(cè)量光和參考光的光程相等時(shí),所有波長(zhǎng)的光均會(huì)發(fā)生相長(zhǎng)干涉,此時(shí)可以觀察到一個(gè)明亮的零級(jí)條紋,同時(shí)干涉信號(hào)也達(dá)到最大值。通過分析這個(gè)干涉信號(hào),可以得到被測(cè)物體的幾何形貌。白光掃描干涉術(shù)是通過測(cè)量干涉條紋來完成的,而干涉條紋的清晰度直接影響測(cè)試精度。因此,為了提高精度,需要更為復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng),這使得條紋的測(cè)量變得費(fèi)力費(fèi)時(shí)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和拓展。
Michelson干涉物鏡,準(zhǔn)直透鏡將白光縮束準(zhǔn)直后垂直照射到待測(cè)晶圓上,反射光之間相互發(fā)生干涉,經(jīng)準(zhǔn)直鏡后干涉光強(qiáng)進(jìn)入光纖耦合單元,完成干涉部分。光纖傳輸?shù)母缮嫘盘?hào)進(jìn)入光譜儀,計(jì)算機(jī)定時(shí)從光譜儀中采集光譜信號(hào),獲取諸如光強(qiáng)、反射率等信息,計(jì)算機(jī)對(duì)這些信息進(jìn)行信號(hào)處理,濾除高頻噪聲信息,然后對(duì)光譜信息進(jìn)行歸一化處理,利用峰值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)值,計(jì)算晶圓膜厚。光源采用氙燈光源,選擇氙燈作為光源具有以下優(yōu)點(diǎn):氙燈均為連續(xù)光譜,且光譜分布幾乎與燈輸入功率變化無關(guān),在壽命期內(nèi)光譜能量分布也幾乎不變;氙燈的光、電參數(shù)一致性好,工作狀態(tài)受外界條件變化的影響?。浑療艟哂休^高的電光轉(zhuǎn)換效率,可以輸出高能量的平行光等。白光干涉膜厚儀廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光學(xué)、電子、化學(xué)等領(lǐng)域,為研究和開發(fā)提供了有力的手段。國(guó)內(nèi)膜厚儀制造公司
工作原理是基于膜層與底材反射率及相位差,通過測(cè)量反射光的干涉來計(jì)算膜層厚度。高精度膜厚儀源頭直供廠家
白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)量的一個(gè)重要方向,此項(xiàng)技術(shù)主要是利用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量。通過分析被測(cè)物體的光譜特性,就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù),它不需要大量的掃描過程,因此提高了測(cè)量效率,而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)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(jīng)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(cè)物體,反射回來后經(jīng)過分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測(cè)器,記錄頻域上的干涉信號(hào)。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息,如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來,形成了一種精度高、速度快的測(cè)量方法。高精度膜厚儀源頭直供廠家