光谱应用 | 膜厚测量
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一、光的干涉
两列或几列光波在空间相遇时互相叠加,引起光强的重新分布,在某些区域始终加强,在某些区域始终减弱,从而出现了明暗相间或彩色的条纹,这种现象称为光的干涉。
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著名的杨氏双缝干涉实验
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S是一个受到单色光源照明的小孔,从S射出的光波照射屏上对称的小孔S1、S2。由S1、S2散发出的光波来源于同一光波,因而是相干光波,在距屏d’的屏上叠加并形成干涉图样.
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当两束光的波程差是半波长的偶数倍时,振动加强,呈现亮条纹;当两束光的波程差是半波长的奇数倍时,震动减弱,呈现暗条纹。
单色光的干涉条纹宽度相同,明暗相间,均匀分布。不同色光条纹宽度不同,波长越长的干涉条纹的宽度越大。
二、如何使用光纤光谱仪测薄膜厚度
测量时,整个光路主要由反射探头组成,探头部分垂直于晶圆向下放置,光纤端一部分连接光源,形成入射光,另一部分连接光纤光谱仪,接收反射光谱。反射光谱曲线中干涉峰的出现是薄膜干涉的结果。
白光干涉法测反射光谱时,由于我们采取垂直入射的方法(θ1→0, θ2→0),因此上式可简化成:
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如果知道具体k的值,就可根据干涉峰位推算出膜层厚度d,但由于每个干涉波峰和波谷所对应的k很难确定,且不同厚度的薄膜k值都不相同,因此通常采用消去k的方法求出薄膜的厚度d。
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三、光纤光谱仪测膜厚的优势与特点
采样速度快,适用于工业在线实时测量;
非接触式光学无损测量;
灵活、体积小,重量轻,USB连接方式即插即用;
可根据需求,定制不同波段的光谱仪;
可测多层膜厚。
四、系统配置与其他应用
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