本文主要以半導(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(cè)量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同，所適用的測(cè)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(cè)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)明顯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(cè)量方法；為了進(jìn)一步改善測(cè)量的精度，論文還研究了外差干涉測(cè)量法，通過(guò)引入高精度的相位解調(diào)手段，檢測(cè)P光與S光之間的相位差提升厚度測(cè)量的精度。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得到進(jìn)一步提高。高精度膜厚儀標(biāo)價(jià)
用峰峰值法處理光譜數(shù)據(jù)時(shí)，被測(cè)光程差的分辨率取決于光譜儀或CCD的分辨率。我們只需要獲取相鄰的兩個(gè)干涉峰值處的波長(zhǎng)信息，即可確定光程差，不必關(guān)心此波長(zhǎng)處的光強(qiáng)大小，從而降低了數(shù)據(jù)處理難度。此外，也可以利用多組相鄰干涉光譜極值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)分別求出光程差，然后再求平均值作為測(cè)量結(jié)果，以提高該方法的測(cè)量精度。但是，峰峰值法存在著一些缺點(diǎn)：當(dāng)使用寬帶光源時(shí)，不可避免地會(huì)有與光源同分布的背景光疊加在接收光譜中，從而引起峰值處波長(zhǎng)的改變，從而引入測(cè)量誤差。同時(shí)，當(dāng)兩干涉信號(hào)之間的光程差很小，導(dǎo)致其干涉光譜只有一個(gè)干涉峰時(shí)，此法便不再適用。高速膜厚儀推薦白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜表面形貌的測(cè)量。
光學(xué)測(cè)厚方法結(jié)合了光學(xué)、機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，以光波長(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。由于光學(xué)測(cè)厚是非接觸式的測(cè)量方法，因此被用于精密元件表面形貌及厚度的無(wú)損測(cè)量。針對(duì)薄膜厚度的光學(xué)測(cè)量方法，可以按照光吸收、透反射、偏振和干涉等不同光學(xué)原理分為分光光度法、橢圓偏振法、干涉法等多種測(cè)量方法。不同的測(cè)量方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。因此，有一些研究采用了多通道式復(fù)合測(cè)量法，結(jié)合多種測(cè)量方法，例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。
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(cè)量裝置與時(shí)域解調(diào)裝置幾乎相同，只需把光強(qiáng)測(cè)量裝置換為CCD或者是光譜儀，接收到的信號(hào)是光強(qiáng)隨著光波長(zhǎng)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(zhǎng)的光強(qiáng)疊加，因此將頻譜信號(hào)中各個(gè)波長(zhǎng)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(jiàn)，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(méi)有的波長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度。這一解調(diào)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就是在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中沒(méi)有使用機(jī)械掃描部件，從而在測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性上得到很大的提高。常見(jiàn)的頻域解調(diào)方法有峰峰值檢測(cè)法、傅里葉解調(diào)法以及傅里葉變換白光干涉解調(diào)法等。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的非接觸式測(cè)量。
微納制造技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著檢測(cè)技術(shù)進(jìn)入微納領(lǐng)域，微結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)作為微納器件的重要部分，在半導(dǎo)體、航天航空、醫(yī)學(xué)、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于微小和精細(xì)的特征，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法無(wú)法滿足要求。白光干涉法被廣泛應(yīng)用于微納檢測(cè)領(lǐng)域，具有非接觸、無(wú)損傷、高精度等特點(diǎn)。另外，光譜測(cè)量具有高效率和測(cè)量速度快的優(yōu)點(diǎn)。因此，這篇文章提出了一種白光干涉光譜測(cè)量方法，并構(gòu)建了相應(yīng)的測(cè)量系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的白光掃描干涉方法，這種方法具有更強(qiáng)的環(huán)境噪聲抵御能力，并且測(cè)量速度更快。膜厚儀依賴于膜層和底部材料的反射率和相位差來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。膜厚儀產(chǎn)品原理
膜厚儀的干涉測(cè)量能力較高，可以提供精確和可信的膜層厚度測(cè)量結(jié)果。高精度膜厚儀標(biāo)價(jià)
由于不同性質(zhì)和形態(tài)的薄膜對(duì)系統(tǒng)的測(cè)量量程和精度的需求不盡相同，因而多種測(cè)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(cè)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(duì)于小于1μm的較薄薄膜，白光干涉輪廓儀的測(cè)量精度較低，分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對(duì)于小于200nm的薄膜，由于透過(guò)率曲線缺少峰谷值，橢圓偏振法結(jié)果更加可靠?；诎坠飧缮嬖淼墓鈱W(xué)薄膜厚度測(cè)量方案目前主要集中于測(cè)量透明或者半透明薄膜，通過(guò)使用不同的解調(diào)技術(shù)處理白光干涉的圖樣，得到待測(cè)薄膜厚度。本章在詳細(xì)研究白光干涉測(cè)量技術(shù)的常用解調(diào)方案、解調(diào)原理及其局限性的基礎(chǔ)上，分析得到了常用的基于兩個(gè)相鄰干涉峰的白光干涉解調(diào)方案不適用于極短光程差測(cè)量的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，我們提出了基于干涉光譜單峰值波長(zhǎng)移動(dòng)的白光干涉測(cè)量解調(diào)技術(shù)。高精度膜厚儀標(biāo)價(jià)