纳米级膜厚仪使用误区

常用白光垂直扫描干涉系统的原理：入射的白光光束通过半反半透镜进入到显微干涉物镜后，被分光镜分成两部分，一个部分入射到固定的参考镜，一部分入射到样品表面，当参考镜表面和样品表面的反射光通过分光镜后，再次汇聚产生干涉条纹，干涉光通过透镜后，利用电荷耦合器(CCD)可探测整个视场内双白光光束的干涉图像。利用Z向精密位移台带动干涉镜头或样品台Z向扫描，可获得一系列的干涉图像。根据干涉图像序列中对应点的光强随光程差变化曲线，可得该点的Z向相对位移；然后，由CCD图像中每个像素点光强最大值对应的Z向位置获得被测样品表面的三维形貌。该技术可以通过测量干涉曲线来计算薄膜的厚度。纳米级膜厚仪使用误区

目前，应用的显微干涉方式主要有Mirau显微干涉和Michelson显微干涉两张方式。在Mirau型显微干涉结构，在该结构中物镜和被测样品之间有两块平板，一个是涂覆有高反射膜的平板作为参考镜，另一块涂覆半透半反射膜的平板作为分光棱镜，由于参考镜位于物镜和被测样品之间，从而使物镜外壳更加紧凑，工作距离相对而言短一些，其倍率一般为10-50倍，Mirau显微干涉物镜参考端使用与测量端相同显微物镜，因此没有额外的光程差。是常用的方法之一。薄膜干涉膜厚仪使用方法白光干涉膜厚测量技术可以通过对干涉图像的分析实现对薄膜的形貌变化的测量和分析。

膜厚仪是一种用于测量薄膜厚度的仪器，它的测量原理是通过光学干涉原理来实现的。在测量过程中，薄膜表面发生的光学干涉现象被用来计算出薄膜的厚度。具体来说，膜厚仪通过发射一束光线照射到薄膜表面，并测量反射光的干涉现象来确定薄膜的厚度。膜厚仪的测量原理非常精确和可靠，因此在许多领域都可以得到广泛的应用。首先，薄膜工业是膜厚仪的主要应用领域之一。在薄膜工业中，膜厚仪可以用来测量各种类型的薄膜，例如光学薄膜、涂层薄膜、导电薄膜等。通过膜厚仪的测量，可以确保生产出的薄膜具有精确的厚度和质量，从而满足不同行业的需求。其次，在电子行业中，膜厚仪也扮演着重要的角色。例如，在半导体制造过程中，膜厚仪可以用来测量各种薄膜层的厚度，以确保芯片的制造质量和性能。此外，膜厚仪还可以应用于显示器件、光伏电池、电子元件等领域，为电子产品的研发和生产提供关键的技术支持。除此之外，膜厚仪还可以在材料科学、化工、生物医药等领域中发挥作用。例如，在材料科学研究中，膜厚仪可以用来测量不同材料的薄膜厚度，从而帮助科研人员了解材料的性能和特性。在化工生产中，膜厚仪可以用来监测涂层薄膜的厚度，以确保产品的质量和稳定性。

本文温所研究的锗膜厚度约300nm，导致其白光干涉输出光谱只有一个干涉峰，此时常规基于相邻干涉峰间距解调的方案（如峰峰值法等）将不再适用。为此，我们提出了一种基于单峰值波长移动的白光干涉测量方案，并设计搭建了膜厚测量系统。温度测量实验结果表明，峰值波长与温度变化之间具有良好的线性关系。利用该测量方案，我们测得实验用锗膜的厚度为338.8nm，实验误差主要来自于温度控制误差和光源波长漂移。通过对纳米级薄膜厚度的测量方案研究，实现了对锗膜和金膜的厚度测量。本文主要的创新点是提出了白光干涉单峰值波长移动的解调方案，并将其应用于极短光程差的测量。白光干涉膜厚测量技术可以通过对干涉曲线的分析实现对薄膜的厚度分布的测量和分析。

    为了分析白光反射光谱的测量范围，开展了不同壁厚的靶丸壳层白光反射光谱测量实验。图是不同壳层厚度靶丸的白光反射光谱测量曲线，如图所示，对于壳层厚度30μm的靶丸，其白光反射光谱各谱峰非常密集、干涉级次数值大；此外，由于靶丸壳层的吸收，壁厚较大的靶丸信号强度相对较弱。随着靶丸壳层厚度的进一步增加，其白光反射光谱各谱峰将更加密集，难以实现对各干涉谱峰波长的测量。为实现较大厚度靶丸壳层厚度的白光反射光谱测量，需采用红外的宽谱光源和光谱探测器。对于壳层厚度为μm的靶丸，测量的波峰相对较少，容易实现靶丸壳层白光反射光谱谱峰波长的准确测量；随着靶丸壳层厚度的进一步减小，两干涉信号之间的光程差差异非常小，以至于他们的光谱信号中只有一个干涉波峰，基于峰值探测的白光反射光谱方法难以实现其厚度的测量；为实现较小厚度靶丸壳层厚度的白光反射光谱测量，可采用紫外的宽谱光源和光谱探测器提升其探测厚度下限。 白光干涉膜厚测量技术可以对薄膜的厚度和形貌进行联合测量和分析。薄膜干涉膜厚仪安装操作注意事项

白光干涉膜厚测量技术是一种测量薄膜厚度的方法。纳米级膜厚仪使用误区

傅里叶变换是白光频域解调方法中一种低精度的信号解调方法。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出，用于低精度光纤法布里-珀罗传感器的解调。因此，该解调方案的原理是通过傅里叶变换得到频域的峰值频率从而获得光程差，进而得到待测物理量的信息。傅里叶变换解调方案的优点是解调速度较快，受干扰信号的影响较小。但是其测量精度较低。根据数字信号处理FFT（快速傅里叶变换）理论，若输入光源波长范围为[]λ1,λ2，则所测光程差的理论小分辨率为λ1λ2/(λ2−λ1)，所以此方法主要应用于对解调精度要求不高的场合。傅里叶变换白光干涉法是对傅里叶变换法的改进。该方法总结起来就是对采集到的光谱信号做傅里叶变换，然后滤波、提取主频信号后进行逆傅里叶变换，然后做对数运算，并取其虚部做相位反包裹运算，由获得的相位得到干涉仪的光程差。该方法经过实验证明其测量精度比傅里叶变换高。纳米级膜厚仪使用误区