原裝膜厚儀調試

幹涉測量法[9-10]是原裝儀調基于光的幹涉原理實現對薄膜厚度測量的光學方法，是膜厚一種高精度的測量技術。采用光學幹涉原理的原裝儀調測量系統一般具有結構簡單，成本低廉，膜厚穩定性好，原裝儀調抗幹擾能力強，膜厚使用範圍廣等優點。原裝儀調對于大多數的膜厚幹涉測量任務，都是原裝儀調通過薄膜表面和基底表面之間産生的幹涉條紋的形狀和分布規律，來研究幹涉裝置中待測物理量引入的膜厚光程差或者是位相差的變化，從而達到測量目的原裝儀調。光學幹涉測量方法的膜厚測量精度可達到甚至優于納米量級，而利用外差幹涉進行測量，原裝儀調其精度甚至可以達到10-3nm量級[11]。膜厚根據所使用光源的原裝儀調不同，幹涉測量方法又可以分為激光幹涉測量和白光幹涉測量兩大類。激光幹涉測量的分辨率更高，但是不能實現對靜态信号的測量，隻能測量輸出信号的變化量或者是連續信号的變化，即隻能實現相對測量。而白光幹涉是通過對幹涉信号中心條紋的有效識别來實現對物理量的測量，是一種測量方式，在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應用。白光幹涉膜厚測量技術可以通過對幹涉圖像的分析實現對薄膜的形貌測量。原裝膜厚儀調試

基于白光幹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幹涉測量方案的基礎上，我們發現當兩幹涉光束的光程差非常小導緻其幹涉光譜隻有一個幹涉峰時，常用的基于兩相鄰幹涉峰間距的解調方案不再适用。為此，我們提出了适用于極小光程差的基于幹涉光譜單峰值波長移動的測量方案。幹涉光譜的峰值波長會随着光程差的增大出現周期性的紅移和藍移，當光程差在較小範圍内變化時，峰值波長的移動與光程差成正比。根據這一原理，搭建了光纖白光幹涉溫度傳感系統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，與台階儀測量結果存在，這是因為薄膜表面本身并不光滑，台階儀的測量結果隻能作為參考值。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。品牌膜厚儀應用案例白光幹涉膜厚測量技術可以對薄膜的各項光學參數進行聯合測量和分析。

白光幹涉頻域解調顧名思義是在頻域分析解調信号，測量裝置與時域解調裝置幾乎相同，隻需把光強測量裝置換為光譜儀或者是CCD，接收到的信号是光強随着光波長的分布。由于時域解調中接收到的信号是一定範圍内所有波長的光強疊加，因此将頻譜信号中各個波長的光強疊加，即可得到與它對應的時域接收信号。由此可見，頻域的白光幹涉條紋不僅包含了時域白光幹涉條紋的所有信息，還包含了時域幹涉條紋中沒有的波長信息。在頻域幹涉中，當兩束相幹光的光程差遠大于光源的相幹長度時，仍可以在光譜儀上觀察到頻域幹涉條紋。這是由于光譜儀内部的光栅具有分光作用，能夠将寬譜光變成窄帶光譜，從而增加了光譜的相幹長度。這一解調技術的優點就是在整個測量系統中沒有使用機械掃描部件，從而在測量的穩定性和可靠性上得到很大的提高。常見的頻域解調方法有峰峰值檢測法、傅裡葉解調法以及傅裡葉變換白光幹涉解調法等。

微納制造技術的發展推動着檢測技術向微納領域進軍，微結構和薄膜結構作為微納器件中的重要組成部分，在半導體、醫學、航天航空、現代制造等領域得到了廣泛的應用，由于其微小和精細的特征，傳統檢測方法不能滿足要求。白光幹涉法具有非接觸、無損傷、高精度等特點，被廣泛應用在微納檢測領域，另外光譜測量具有高效率、測量速度快的優點。因此，本文提出了白光幹涉光譜測量方法并搭建了測量系統。和傳統白光掃描幹涉方法相比，其特點是具有較強的環境噪聲抵禦能力，并且測量速度較快。白光幹涉膜厚測量技術可以實現對薄膜的大範圍測量和分析。

常用白光垂直掃描幹涉系統的原理示意圖，入射的白光光束通過半反半透鏡進入到顯微幹涉物鏡後，被分光鏡分成兩部分，一個部分入射到固定的參考鏡，一部分入射到樣品表面，當參考鏡表面和樣品表面的反射光通過分光鏡後，再次彙聚發生幹涉，幹涉光通過透鏡後，利用電荷耦合器(CCD)可探測整個視場内雙白光光束的幹涉圖像。利用Z向精密位移台帶動幹涉鏡頭或樣品台Z向掃描，可獲得一系列的幹涉圖像。根據幹涉圖像序列中對應點的光強随光程差變化曲線，可得該點的Z向相對位移；然後，由CCD圖像中每個像素點光強最大值對應的Z向位置獲得被測樣品表面的三維形貌。白光幹涉膜厚測量技術可以應用于半導體制造中的薄膜厚度控制。高速膜厚儀産品使用誤區

白光幹涉膜厚測量技術可以通過對幹涉曲線的分析實現對薄膜的厚度分布的測量和分析。原裝膜厚儀調試

論文主要以半導體鍺和貴金屬金兩種材料為對象，研究了白光幹涉法、表面等離子體共振法和外差幹涉法實現納米級薄膜厚度準确測量的可行性。由于不同材料薄膜的特性不同，所适用的測量方法也不同。半導體鍺膜具有折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的特點，選擇采用白光幹涉的測量方法；而厚度更薄的金膜的折射率為複數，且能激發明顯的表面等離子體效應，因而可借助基于表面等離子體共振的測量方法；為了進一步改善測量的精度，論文還研究了外差幹涉測量法，通過引入高精度的相位解調手段，檢測P光與S光之間的相位差提升厚度測量的精度。原裝膜厚儀調試

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