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)缺，難以一概而論。按照薄膜厚度的增加，適用的測(cè)量方式分別為橢圓偏振法、分光光度法、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移動(dòng)的白光干涉測(cè)量解調(diào)技術(shù)。Michelson干涉儀的光路長度是影響儀器精度的重要因素。光干涉膜厚儀檢測(cè)

該文主要研究了以半導(dǎo)體鍺和貴金屬金兩種材料為對(duì)象，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)薄膜厚度準(zhǔn)確測(cè)量的可行性，主要涉及三種方法，分別是白光干涉法、表面等離子體共振法和外差干涉法。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。對(duì)于折射率高，在通信波段（1550nm附近）不透明的半導(dǎo)體鍺膜，選擇采用白光干涉的測(cè)量方法；而對(duì)于厚度更薄的金膜，其折射率為復(fù)數(shù)，且能夠激發(fā)表面等離子體效應(yīng)，因此采用基于表面等離子體共振的測(cè)量方法。為了進(jìn)一步提高測(cè)量精度，論文還研究了外差干涉測(cè)量法，通過引入高精度的相位解調(diào)手段并檢測(cè)P光和S光之間的相位差來提高厚度測(cè)量的精度。薄膜膜厚儀常用解決方案光路長度越長，分辨率越高，但同時(shí)也更容易受到靜態(tài)振動(dòng)等干擾因素的影響。

干涉測(cè)量法是一種基于光的干涉原理實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度測(cè)量的光學(xué)方法，是一種高精度的測(cè)量技術(shù)，其采用光學(xué)干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于大多數(shù)干涉測(cè)量任務(wù)，都是通過分析薄膜表面和基底表面之間產(chǎn)生的干涉條紋的形狀和分布規(guī)律，來研究待測(cè)物理量引入的光程差或位相差的變化，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的。光學(xué)干涉測(cè)量方法的測(cè)量精度可達(dá)到甚至優(yōu)于納米量級(jí)，利用外差干涉進(jìn)行測(cè)量，其精度甚至可以達(dá)到10^-3 nm量級(jí)。根據(jù)所使用的光源不同，干涉測(cè)量方法可分為激光干涉測(cè)量和白光干涉測(cè)量?jī)纱箢?。激光干涉測(cè)量的分辨率更高，但不能實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)信號(hào)的測(cè)量，只能測(cè)量輸出信號(hào)的變化量或連續(xù)信號(hào)的變化，即只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)測(cè)量。而白光干涉是通過對(duì)干涉信號(hào)中心條紋的有效識(shí)別來實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的測(cè)量，是一種測(cè)量方式，在薄膜厚度測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。

白光干涉測(cè)量技術(shù)，也稱為光學(xué)低相干干涉測(cè)量技術(shù)，使用的是低相干的寬譜光源，如超輻射發(fā)光二極管、發(fā)光二極管等。與所有光學(xué)干涉原理一樣，白光干涉也是通過觀察干涉圖案變化來分析干涉光程差變化，并通過各種解調(diào)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物理量的測(cè)量。采用寬譜光源的優(yōu)點(diǎn)是，由于白光光源的相干長度很?。ㄒ话銥閹孜⒚椎綆资⒚字g），所有波長的零級(jí)干涉條紋重合于主極大值，即中心條紋，與零光程差的位置對(duì)應(yīng)。因此，中心零級(jí)干涉條紋的存在為測(cè)量提供了一個(gè)可靠的位置參考，只需一個(gè)干涉儀即可進(jìn)行待測(cè)物理量的測(cè)量，克服了傳統(tǒng)干涉儀不能進(jìn)行測(cè)量的缺點(diǎn)。同時(shí)，相對(duì)于其他測(cè)量技術(shù)，白光干涉測(cè)量方法還具有環(huán)境不敏感、抗干擾能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過幾十年的研究與發(fā)展，白光干涉技術(shù)在膜厚、壓力、溫度、應(yīng)變、位移等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。Michelson干涉儀的光路長度決定了儀器的精度。

光譜儀主要包括六部分，分別是：光纖入口、準(zhǔn)直鏡、光柵、聚焦鏡、區(qū)域檢測(cè)器、帶OFLV濾波器的探測(cè)器。光由光纖進(jìn)入光譜儀中，通過濾波器和準(zhǔn)直器后投射到光柵上，由光柵將白光色散成光譜，經(jīng)過聚焦鏡將其投射到探測(cè)器上后，由探測(cè)器將光信號(hào)傳入計(jì)算機(jī)。光纖接頭將輸入光纖固定在光譜儀上，使得來自輸入光纖的光能夠進(jìn)入光學(xué)平臺(tái)；濾波器將光輻射限制在預(yù)定波長區(qū)域；準(zhǔn)直鏡將進(jìn)入光學(xué)平臺(tái)的光聚焦到光譜儀的光柵上，保證光路和光柵之間的準(zhǔn)直性；光柵衍射來自準(zhǔn)直鏡的光并將衍射光導(dǎo)向聚焦鏡；聚焦鏡接收從光柵反射的光并將光聚焦到探測(cè)器上；探測(cè)器將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為nm波長系統(tǒng)；區(qū)域檢測(cè)器提供90％的量子效率和垂直列中的像素，以從光譜儀的狹縫圖像的整個(gè)高度獲取光，顯著改善了信噪比?？傊坠飧缮婺ず駜x是一種應(yīng)用很廣的測(cè)量薄膜厚度的儀器。防水膜厚儀推薦

操作之前需要專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)的培訓(xùn)和實(shí)踐。光干涉膜厚儀檢測(cè)

光譜法是一種以光的干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的薄膜厚度測(cè)量方法，分為反射法和透射法兩種類型。入射光在薄膜-基底-薄膜界面上的反射和透射會(huì)引起多光束干涉效應(yīng)，不同特性的薄膜材料的反射率和透過率曲線是不同的，并且在全光譜范圍內(nèi)與厚度一一對(duì)應(yīng)。因此，可以根據(jù)這種光譜特性來確定薄膜的厚度和光學(xué)參數(shù)。光譜法的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù)，并能有效地排除解的多值性，測(cè)量范圍廣，是一種無損測(cè)量技術(shù)。其缺點(diǎn)是對(duì)樣品薄膜表面條件的依賴性強(qiáng)，測(cè)量穩(wěn)定性較差，因此測(cè)量精度不高，對(duì)于不同材料的薄膜需要使用不同波段的光源等。目前，這種方法主要用于有機(jī)薄膜的厚度測(cè)量。光干涉膜厚儀檢測(cè)