國(guó)產(chǎn)膜厚儀誠(chéng)信企業(yè)推薦

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-03-18

干涉測(cè)量法是基于光的干涉原理實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度測(cè)量的光學(xué)方法,是一種高精度的測(cè)量技術(shù)。采用光學(xué)干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(cè)量任務(wù),都是通過(guò)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(lái)研究干涉裝置中待測(cè)物理量引入的光程差或者是位相差的變化,從而達(dá)到測(cè)量目的。光學(xué)干涉測(cè)量方法的測(cè)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(cè)量,其精度甚至可以達(dá)到10-3nm量級(jí)。根據(jù)所使用光源的不同,干涉測(cè)量方法又可以分為激光干涉測(cè)量和白光干涉測(cè)量?jī)纱箢?。激光干涉測(cè)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(cè)量,只能測(cè)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(cè)量。而白光干涉是通過(guò)對(duì)干涉信號(hào)中心條紋的有效識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的測(cè)量,是一種測(cè)量方式,在薄膜厚度的測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。Michelson干涉儀的光路長(zhǎng)度是影響儀器精度的重要因素。國(guó)產(chǎn)膜厚儀誠(chéng)信企業(yè)推薦

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自上世紀(jì)60年代起,利用X及β射線、近紅外光源開(kāi)發(fā)的在線薄膜測(cè)厚系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于西方先進(jìn)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)線中。到20世紀(jì)70年代后,為滿足日益增長(zhǎng)的質(zhì)檢需求,電渦流、電磁電容、超聲波、晶體振蕩等多種膜厚測(cè)量技術(shù)相繼問(wèn)世。90年代中期,隨著離子輔助、離子束濺射、磁控濺射、凝膠溶膠等新型薄膜制備技術(shù)取得巨大突破,以橢圓偏振法和光度法為展示的光學(xué)檢測(cè)技術(shù)以高精度、低成本、輕便環(huán)保、高速穩(wěn)固為研發(fā)方向不斷迭代更新,迅速占領(lǐng)日用電器及工業(yè)生產(chǎn)市場(chǎng),并發(fā)展出依據(jù)用戶需求個(gè)性化定制產(chǎn)品的能力。其中,對(duì)于市場(chǎng)份額占比較大的微米級(jí)薄膜,除要求測(cè)量系統(tǒng)不僅具有百納米級(jí)的測(cè)量準(zhǔn)確度及分辨力以外,還要求測(cè)量系統(tǒng)在存在不規(guī)則環(huán)境干擾的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)下,具備較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。本地膜厚儀主要功能與優(yōu)勢(shì)白光干涉膜厚儀是一種可用于測(cè)量薄膜厚度的儀器,適用于透明薄膜和平行表面薄膜的測(cè)量。

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針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種基于白光干涉法的晶圓膜厚測(cè)量裝置。該裝置包括白光光源、顯微鏡、分束鏡、干涉物鏡、光纖傳輸單元、準(zhǔn)直器、光譜儀、USB傳輸線、計(jì)算機(jī)。光譜儀主要包括六部分,分別是:光纖入口、準(zhǔn)直鏡、光柵、聚焦鏡、區(qū)域檢測(cè)器、帶OFLV濾波器的探測(cè)器。測(cè)量具體步驟為:白光光源發(fā)出白光,經(jīng)由光纖,通過(guò)光纖探頭垂直入射至晶圓表面,樣品薄膜上表面和下表面反射光相干涉形成的干涉譜,由反射光纖探頭接收,再由光纖傳送到光譜儀,光譜儀連續(xù)記錄反射信號(hào),通過(guò)USB線將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X??梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)晶圓膜厚的無(wú)損測(cè)量,時(shí)間快、設(shè)備小巧、操作簡(jiǎn)單、精度高,適合實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。

在激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中,靶丸的物性參數(shù)和幾何參數(shù)是靶丸制備工藝改進(jìn)和仿真模擬核聚變實(shí)驗(yàn)過(guò)程的基礎(chǔ),因此如何對(duì)靶丸多個(gè)參數(shù)進(jìn)行高精度、同步、無(wú)損的綜合檢測(cè)是激光慣性約束核聚變實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵問(wèn)題。以上各種薄膜厚度及折射率的測(cè)量方法各有利弊,但針對(duì)本文實(shí)驗(yàn),仍然無(wú)法滿足激光核聚變技術(shù)對(duì)靶丸參數(shù)測(cè)量的高要求,靶丸參數(shù)測(cè)量存在以下問(wèn)題:不能對(duì)靶丸進(jìn)行破壞性切割測(cè)量,否則,被破壞后的靶丸無(wú)法用于于下一步工藝處理或者打靶實(shí)驗(yàn);需要同時(shí)測(cè)得靶丸的多個(gè)參數(shù),不同參數(shù)的單獨(dú)測(cè)量,無(wú)法提供靶丸制備和核聚變反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)象和規(guī)律,并且效率低下、沒(méi)有統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。靶丸屬于自支撐球形薄膜結(jié)構(gòu),曲面應(yīng)力大、難展平的特點(diǎn)導(dǎo)致靶丸與基底不能完全貼合,在微區(qū)內(nèi)可看作類薄膜結(jié)構(gòu)??膳浜喜煌能浖M(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,如建立數(shù)據(jù)庫(kù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。

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薄膜是一種特殊的二維材料,由分子、原子或離子沉積在基底表面形成。近年來(lái),隨著材料科學(xué)和鍍膜技術(shù)的不斷發(fā)展,厚度在納米量級(jí)(幾納米到幾百納米范圍內(nèi))的薄膜研究和應(yīng)用迅速增加。與體材料相比,納米薄膜的尺寸很小,表面積與體積的比值增大,因而表面效應(yīng)所表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)非常突出,對(duì)于光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)等具有許多獨(dú)特的表現(xiàn)。納米薄膜在傳統(tǒng)光學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣,尤其是在光通訊、光學(xué)測(cè)量、傳感、微電子器件、醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域有更為廣闊的應(yīng)用前景。標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇和使用對(duì)于保持儀器準(zhǔn)確度至關(guān)重要。國(guó)產(chǎn)膜厚儀誠(chéng)信企業(yè)推薦

光路長(zhǎng)度越長(zhǎng),儀器分辨率越高,但也越容易受到干擾因素的影響,需要采取降噪措施。國(guó)產(chǎn)膜厚儀誠(chéng)信企業(yè)推薦

薄膜干涉原理根據(jù)薄膜干涉原理…,當(dāng)波長(zhǎng)為^的單色光以人射角f從折射率為n.的介質(zhì)入射到折射率為n:、厚度為e的介質(zhì)膜面(見(jiàn)圖1)時(shí),干涉明、暗紋條件為:

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為干涉條紋級(jí)次;δ’為半波損失.

普通物理教材中討論薄膜干涉問(wèn)題時(shí),均近似地認(rèn)為,δ’是指入射光波在光疏介質(zhì)中前進(jìn),遇到光密介質(zhì)i的界面時(shí),在不超過(guò)臨界角的條件下,不論人射角的大小如何,在反射過(guò)程中都將產(chǎn)生半個(gè)波長(zhǎng)的損失(嚴(yán)格地說(shuō), 只在掠射和正射情況下反射光的振動(dòng)方向與入射光的振動(dòng)方向才幾乎相反),故δ’是否存在決定于n1,n2,n3大小的比較。當(dāng)膜厚e一定,而入射角j可變時(shí),干涉條紋級(jí)次^隨f而變,即同樣的人射角‘對(duì)應(yīng)同一級(jí)明紋(或暗紋),叫等傾干涉,如以不同的入射角入射到平板介質(zhì)上.當(dāng)入射角£一定,而膜厚??勺儠r(shí),干涉條紋級(jí)次隨。而變,即同樣的膜厚e對(duì)應(yīng)同一級(jí)明紋(或暗紋)。叫等厚干涉,如劈尖干涉和牛頓環(huán). 國(guó)產(chǎn)膜厚儀誠(chéng)信企業(yè)推薦