基于相位偏移干涉術的薄膜厚度測量方法.pdf

1、只有解決了薄膜厚度的精確測量問題，才有可能解決薄膜的制備問題。光干涉計量測試技術以波長為計量單位，是一種公認的高精度計量測試技術。本文在簡述移相干涉術基本原理的基礎上，提出了一種基于相位偏移干涉術測量薄膜厚度的新方法，并利用該方法對多個SiO2薄膜樣片進行了測試?；谔┞?格林型干涉系統(tǒng)，以CCD接收來自被測膜層的干涉圖像，并用數(shù)字采集卡采集，由計算機控制PZT驅(qū)動源、調(diào)制壓電調(diào)節(jié)器等間隔地推動參考反射鏡平移，可采樣到多幅干涉條紋圖像。

2、 針對移相干涉術中的主要誤差來源，研究了移相器非線性誤差的消除，利用重疊四步平均法，減小由于移相器的位移誤差而引起的相位復原誤差。 通過對所獲取干涉圖進行區(qū)域識別、去除噪聲的算法研究，實現(xiàn)了干涉圖的預處理；研究了波面相位解包的種子算法，實現(xiàn)了干涉圖的波面統(tǒng)一；從而得到了含有表征薄膜厚度信息的三維波面。由于薄膜的厚度取決于解包后的相位值，建立了量化相位信息與薄膜樣片各點處厚度之間的對應關系，實現(xiàn)了對薄膜厚度的精確測試，所測

3、薄膜厚度的算術平均值為162 nm，PV值0．274λ，RMS值0．077λ。針對同一樣片，利用ZYGO干涉儀等其它方法進行測試，其測試結(jié)果是：薄膜厚度的算術平均值為159 nm。PV值0．265λ，RMS值0．072λ?；谝陨戏椒?，對多個樣片的實驗數(shù)據(jù)進行了分析與處理，并與ZYGO干涉儀、航空304所自行開發(fā)的激光平面干涉儀的測試結(jié)果進行比對，結(jié)果表明：本文研究的相位偏移干涉術測量薄膜厚度，其精度高于λ/50，同時該方法具有非接觸、