納米級膜厚儀排名

來源: 發(fā)布時間:2024-03-01

目前,常用的顯微干涉方式主要有Mirau和Michelson兩種方式。Mirau型顯微干涉結構中,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顯微干涉結構中,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,同時該結構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、半導體工業(yè)等領域得到廣泛應用。它可以用不同的軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析,比如建立數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。納米級膜厚儀排名

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在初始相位為零的情況下,當被測光與參考光之間的光程差為零時,光強度將達到最大值。為了探測兩個光束之間的零光程差位置,需要使用精密Z向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動,或移動載物臺。在垂直掃描過程中,可以用探測器記錄下干涉光強,得到白光干涉信號強度與Z向掃描位置(兩光束光程差)之間的變化曲線。通過干涉圖像序列中某波長處的白光信號強度隨光程差變化的示意圖,可以找到光強極大值位置,即為零光程差位置。通過精確確定零光程差位置,可以實現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量。同時,通過確定最大值對應的Z向位置,也可以獲得被測樣品表面的三維高度。納米級膜厚儀排名廣泛應用于半導體、光學、電子、化學等領域,為研究和開發(fā)提供了有力的手段。

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本文研究的鍺膜厚度約為300nm,導致白光干涉輸出的光譜只有一個干涉峰,無法采用常規(guī)的基于相鄰干涉峰間距解調的方案,如峰峰值法等。為此,研究人員提出了一種基于單峰值波長移動的白光干涉測量方案,并設計制作了膜厚測量系統(tǒng)。經實驗證明,峰值波長和溫度變化之間存在很好的線性關系。利用該方案,研究人員成功測量了實驗用鍺膜的厚度為338.8nm,實驗誤差主要源于溫度控制誤差和光源波長漂移。該論文通過對納米級薄膜厚度測量方案的研究,實現(xiàn)了對鍺膜和金膜厚度的測量,并主要創(chuàng)新點在于提出了基于白光干涉單峰值波長移動的解調方案,并將其應用于極短光程差的測量。

自1986年E.Wolf證明了相關誘導光譜的變化以來,人們開始在理論和實驗上進行探討和研究。結果表明,動態(tài)的光譜位移可以產生新的濾波器,可應用于光學信號處理和加密領域。本文提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調方案,可應用于當兩光程差非常小導致干涉光譜只有一個干涉峰的信號解調,實現(xiàn)納米薄膜厚度測量。在頻域干涉中,當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,導致相干長度發(fā)生變化。白光干涉膜厚儀的應用非常廣,特別是在半導體、光學、電子和化學等領域。

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在初始相位為零的情況下,當被測光與參考光之間的光程差為零時,光強度將達到最大值。為探測兩個光束之間的零光程差位置,需要精密Z軸向運動臺帶動干涉鏡頭作垂直掃描運動或移動載物臺,垂直掃描過程中,用探測器記錄下干涉光強,可得白光干涉信號強度與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強度隨光程差變化示意圖,曲線中光強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,即可實現(xiàn)樣品表面相對位移的精密測量;通過確定最大值對應的Z向位置可獲得被測樣品表面的三維高度。白光干涉膜厚儀需要校準。薄膜干涉膜厚儀廠家

Michelson干涉儀的光路長度決定了儀器的精度。納米級膜厚儀排名

 基于白光干涉光譜單峰值波長移動的鍺膜厚度測量方案研究:在對比研究目前常用的白光干涉測量方案的基礎上,我們發(fā)現(xiàn)當兩干涉光束的光程差非常小導致其干涉光譜只有一個干涉峰時,常用的基于兩相鄰干涉峰間距的解調方案不再適用。為此,我們提出了適用于極小光程差并基于干涉光譜單峰值波長移動的測量方案。干涉光譜的峰值波長會隨著光程差的增大出現(xiàn)周期性的紅移和藍移,當光程差在較小范圍內變化時,峰值波長的移動與光程差成正比。根據(jù)這一原理,搭建了光纖白光干涉溫度傳感系統(tǒng)對這一測量解調方案進行驗證,得到了光纖端面半導體鍺薄膜的厚度。實驗結果顯示鍺膜的厚度為,與臺階儀測量結果存在,這是因為薄膜表面本身并不光滑,臺階儀的測量結果只能作為參考值。鍺膜厚度測量誤差主要來自光源的波長漂移和溫度控制誤差。納米級膜厚儀排名