晶圓對于半導體器件至關(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。利用光學原理進行精密測試，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行計量的，現(xiàn)代的干涉測試與計量技術(shù)已能達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。精度高的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。原裝膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求
白光干涉時域解調(diào)方案通過機械掃描部件驅(qū)動干涉儀的反射鏡移動，補償光程差，實現(xiàn)對信號的解調(diào)。該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。光纖白光干涉儀的兩個輸出臂分別作為參考臂和測量臂，用于將待測的物理量轉(zhuǎn)換為干涉儀兩臂的光程差變化。測量臂因待測物理量的變化而增加未知光程差，參考臂則通過移動反射鏡來補償測量臂所引入的光程差。當干涉儀兩臂光程差ΔL=0時，即兩個干涉光束的光程相等時，將出現(xiàn)干涉極大值，觀察到中心零級干涉條紋，這種現(xiàn)象與外界的干擾因素無關(guān)，因此可以利用它來獲取待測物理量的值。會影響輸出信號強度的因素包括：入射光功率、光纖的傳輸損耗、各端面的反射等。雖然外界環(huán)境的擾動會影響輸出信號的強度，但對于零級干涉條紋的位置并不會造成影響。
原裝膜厚儀產(chǎn)品原理總的來說，白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。
自1986年E.Wolf證明了相關(guān)誘導光譜的變化以來 ，人們在理論和實驗上展開了討論和研究。結(jié)果表明，動態(tài)的光譜位移可以產(chǎn)生新的濾波器，應(yīng)用于光學信號處理和加密領(lǐng)域。在論文中，我們提出的基于白光干涉光譜單峰值波長移動的解調(diào)方案，可以用于當光程差非常小導致其干涉光譜只有一個干涉峰時的信號解調(diào)，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的時候，仍然可以觀察到干涉條紋。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是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。當我們使用光譜儀來接收干涉光譜時，由于光譜儀光柵的分光作用，將寬光譜的白光變成了窄帶光譜，從而使相干長度發(fā)生變化。
基于表面等離子體共振傳感的測量方案，利用共振曲線的三個特征參量半高寬、—共振角和反射率小值，通過反演計算得到待測金屬薄膜的厚度。該測量方案可同時得到金屬薄膜的介電常數(shù)和厚度，操作方法簡單。我們利用Kretschmann型結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振實驗系統(tǒng)，測得金膜在入射光波長分別為632.8nm和652.1nm時的共振曲線，由此得到金膜的厚度為55.2nm。由于該方案是一種強度測量方案，測量精度受環(huán)境影響較大，且測量結(jié)果存在多值性的問題，所以我們進一步對偏振外差干涉的改進方案進行了理論分析，根據(jù)P光和S光之間相位差的變化實現(xiàn)厚度測量。當光路長度增加，儀器的分辨率越高，也越容易受到靜態(tài)振動等干擾因素的影響，需采取一些減小噪聲的措施。
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，隨著材料科學和鍍膜技術(shù)的不斷發(fā)展，厚度在納米量級（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)出來的性質(zhì)非常突出，對于光學性質(zhì)和電學性質(zhì)等具有許多獨特的表現(xiàn)。納米薄膜在傳統(tǒng)光學領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣，尤其是在光通訊、光學測量、傳感、微電子器件、醫(yī)學工程等領(lǐng)域有更為廣闊的應(yīng)用前景。操作需要一定的專業(yè)基礎(chǔ)和經(jīng)驗，需要進行充分的培訓和實踐。高精度膜厚儀產(chǎn)品使用誤區(qū)
高精度的白光干涉膜厚儀通常采用Michelson干涉儀的結(jié)構(gòu)。原裝膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求
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(chǔ)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(diào)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(nèi)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(diào)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(jié)果顯示鍺膜的厚度為，與臺階儀測量結(jié)果存在，這是因為薄膜表面本身并不光滑，臺階儀的測量結(jié)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。原裝膜厚儀產(chǎn)品基本性能要求