CN117128877A - 一种薄膜厚度检测方法、计算机及系统 - Google Patents
一种薄膜厚度检测方法、计算机及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117128877A CN117128877A CN202311394444.3A CN202311394444A CN117128877A CN 117128877 A CN117128877 A CN 117128877A CN 202311394444 A CN202311394444 A CN 202311394444A CN 117128877 A CN117128877 A CN 117128877A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thickness
- reflection spectrum
- film
- film sample
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 55
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 claims description 19
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 11
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 claims description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 85
- 239000012788 optical film Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000001055 reflectance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
- G01B11/0625—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
- G01B11/0675—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating using interferometry
Abstract
本申请公开了一种薄膜厚度检测方法、计算机及系统，涉及光学薄膜厚度测量技术领域，方法包括：通过获取光源的波长范围以及薄膜样品的折射率函数得到所有仿真反射光谱曲线和所有仿真反射光谱曲线的零点；采集实测反射光谱，并将实测反射光谱进行分解得到实测反射光谱Imf 2 分量的所有零点；根据评价函数获取所有仿真反射光谱曲线的零点中与实测反射光谱Imf 2 分量的所有零点差异最小的一组，并得到薄膜样品的实测厚度；获取CCD相机采集到的干涉图中的条纹个数；根据厚度校正公式校正薄膜样品的实测厚度，得到最终厚度。本申请提供的薄膜厚度检测方法、计算机及系统在测量厚度小于1mm的薄膜时，不仅精度高，而且还具备强大的稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及光学薄膜厚度测量技术领域，具体涉及一种薄膜厚度检测方法、计算机及系统。
背景技术
近几十年来，随着材料科学和镀膜工艺的不断发展，厚度在微米量级薄膜的研究和应用迅速增加。因为薄膜的表面积与体积之比较大，表面效应所表现出的性质非常突出，因此在光学性质和电学性质上有许多独特的表现。在微米量级薄膜的各项相关参数中，薄膜材料的厚度是薄膜设计和制备过程中的重要参数，是决定薄膜性质和性能的最基本参量之一，它对于薄膜的光学、力学和电磁性能等都有重要的影响。但是，由于薄膜的尺寸极小及其突出的表面效应，使得薄膜厚度的准确测量变得十分困难。
反射光谱法凭借其快速、高精度和可在线测量等优势，成为目前工业生产中使用较为广泛的一种薄膜厚度测量方法。其中，全谱拟合法与频率分析法是两种最为常用的反射光谱分析方法。全谱拟合法通过计算待测样品的入射光与返回光的光谱中各波长位置光强之比，可以得到其样品反射率在光谱中变化的曲线，将实际测得的反射光谱曲线与样品本身的反射光谱物理模型进行拟合，进而得到薄膜样品的厚度信息。这种方法可以实现快速，高精度的膜厚测量，但对于厚度超过10μm的薄膜，其精度无法满足工业生产的要求。频率分析法通过对反射光谱进行时频域转换，在频域内提取样品反射光谱的最大周期，进而计算得到薄膜厚度。该方法虽然可以在保证单次测量精度的同时满足10μm以上的测厚需求，但由于反射光谱曲线是一个非平稳信号，在提取其最大频率的时候会受到各种因素的干扰，导致该方法的重复性测量精度不高，稳定性较弱。
此外，在使用反射光谱法分析薄膜厚度时，需要满足光束垂直于薄膜平面入射，即入射角为0°。然而，在实际测量过程中，会由于摆放失误或机械震动等环境因素，导致薄膜所在平面并未完全垂直于入射光。对于纳米级厚度的薄膜，由倾斜引入的测量误差量级较小，不至于给最终的测量结果带来过大偏差；但对于微米级的较厚薄膜样品，这种误差会严重影响测量精度。
发明内容
为此，本申请提供一种薄膜厚度检测方法、计算机及系统，以解决现有技术在测量光学薄膜厚度时精度不高，稳定性不强的问题。
为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
第一方面，一种薄膜厚度检测方法，包括：
步骤1：获取光源的波长范围以及薄膜样品在所述波长范围内的折射率函数；
步骤2：根据所述折射率函数仿真出所述波长范围内的所有仿真反射光谱曲线；
步骤3：获取所有所述仿真反射光谱曲线的零点；
步骤4：采集实测反射光谱，并将所述实测反射光谱进行分解得到实测反射光谱Imf2分量的所有零点；
步骤5：根据评价函数获取所有所述仿真反射光谱曲线的零点中与所述实测反射光谱Imf2分量的所有零点差异最小的一组，并得到薄膜样品的实测厚度。
作为优选，还包括：
步骤6：获取CCD相机采集到的干涉图中的条纹个数；
步骤7：根据厚度校正公式校正所述薄膜样品的实测厚度，得到最终厚度；
所述厚度校正公式为：
其中，d为最终厚度，de为实测厚度，N为条纹个数，为激光器的激光波长，D为CCD相机的成像口径。
作为优选，所述步骤3中和所述步骤4中，在获取所有所述仿真反射光谱曲线的零点和实测反射光谱Imf2分量的所有零点时均是通过在每两个相邻且异号的采样点中间利用三次样条插值来获取的。
作为优选，所述步骤3中，所述仿真反射光谱曲线的零点计算公式为：
其中，为仿真反射光谱曲线的零点，i为每个厚度值的索引，/>与为插值后相邻两个点之间的横坐标；/>与/>为插值后相邻两个点的纵坐标；T为预先设定好的满足工业生产要求的精度阈值。
作为优选，所述步骤4中，所述实测反射光谱Imf2分量的所有零点计算公式为：
其中，为实测反射光谱Imf2分量的所有零点，/>与/>为插值后相邻两个点之间的横坐标，/>与/>为插值后相邻两个点的纵坐标，T为预先设定好的满足工业生产要求的精度阈值。
作为优选，所述步骤4中，分解所述实测反射光谱时采用VMD分解技术。
作为优选，所述步骤5中，所述评价函数的表达式为：
其中，和/>分别为光源波段的最小值和最大值，/>为薄膜样品的折射率函数，d为薄膜样品的厚度。
第二方面，一种计算机，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种薄膜厚度检测方法的步骤。
第三方面，一种薄膜厚度检测系统，包括频率拟合系统和载波干涉系统；
所述频率拟合系统包括所述的计算机、光谱仪、光源、环形器和光学探头，所述计算机与所述光谱仪连接，所述环形器的三个端口分别与所述光谱仪、所述光源和所述光学探头连接；
所述载波干涉系统包括激光器以及从左到右依次排布的CCD相机、第一准直透镜、第一半反半透镜、第二准直透镜、参考镜、第二半反半透镜和薄膜样品放置位，所述CCD相机与所述计算机连接，所述第一准直透镜、所述第一半反半透镜、所述第二准直透镜、所述参考镜、所述第二半反半透镜和所述薄膜样品放置位均与所述CCD相机的光轴垂直，所述激光器位于所述第一半反半透镜的上方。
相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
本申请提供了一种薄膜厚度检测方法、计算机及系统，方法包括：通过获取光源的波长范围以及薄膜样品在波长范围内的折射率函数得到所有仿真反射光谱曲线，并获取所有仿真反射光谱曲线的零点；采集实测反射光谱，并将实测反射光谱进行分解得到实测反射光谱Imf2分量的所有零点；根据评价函数获取所有仿真反射光谱曲线的零点中与实测反射光谱Imf2分量的所有零点差异最小的一组，并得到薄膜样品的实测厚度。通过本申请提供的薄膜厚度检测方法在测量厚度小于1mm的薄膜时，不仅精度高，而且还具备强大的稳定性。
通过获取CCD相机采集到的干涉图中的条纹个数，根据厚度校正公式校正薄膜样品的实测厚度，得到最终厚度，能够实现对10μm到1mm范围内薄膜的简单、快速、稳定且自适应的厚度校正。
附图说明
为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元（部件）的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。
图1为本申请实施例一提供的一种薄膜厚度检测方法流程图；
图2为本申请实施例一提供的频率拟合法的原理图；
图3为本申请实施例一提供的厚度校正原理图；
图4为本申请实施例三提供的一种薄膜厚度检测系统结构示意图。
附图标记说明：
1、计算机；2、光谱仪；3、光源；4、环形器；5、光学探头；6、CCD相机；7、第一准直透镜；8、第一半反半透镜；9、激光器；10、第二准直透镜；11、参考镜；12、第二半反半透镜；13、薄膜样品放置位。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。
在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义（例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调）。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”（某些单元、部件、材料、步骤等）。
本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解而就大体的相对位置关系所作的指示，并非对实际产品中位置关系的绝对限定。
实施例一
本实施例提供了一种薄膜厚度检测方法，即反射光谱拟合法（也称：频率拟合法），反射光谱拟合法是以光的干涉效应为基础的一种薄膜厚度测量方法，因为不同特性的薄膜有着不同的反射光谱，且在全光谱范围内与薄膜厚度有着一一对应的关系，因此，可以通过测量薄膜的反射光谱来计算其厚度。
请参阅图1，本实施例提供了一种薄膜厚度检测方法，包括：
步骤1：获取光源的波长范围以及薄膜样品在波长范围内的折射率函数；
具体的，对于单层薄膜，其反射光谱表达式为：
其中，为光源波长，/>为由环境光与光源轮廓引入的背景光强，/>为入射光束在光纤以及光学探头内部发生漫反射的光强，/>为两束反射光之间的光程差，/>为入射光与法线的夹角，d为薄膜厚度；/>为薄膜样品的折射率函数。
由反射光谱表达式可知，反射光强I是与、/>以及d有关的函数，因此，可以根据反射光谱表达式得到光源的波长范围/>以及薄膜样品在波长范围内的折射率函数。
需要说明的是，薄膜样品的折射率函数反映了薄膜材料的折射率与波长之间的对应关系，折射率函数只与薄膜样品材料有关，因此，当待测薄膜样品的材质确定后，其对应的折射率函数/>也是确定的。
步骤2：根据折射率函数仿真出波长范围内的仿真反射光谱曲线；
具体的，在已知光源波段范围和折射率函数/>的情况下，可以仿真出任何厚度的反射光谱曲线/>。
步骤3：获取所有仿真反射光谱曲线的零点；
具体的，根据反射光谱表达式可知，当折射率函数确定时，薄膜的厚度只与的频率有关。因此，令反射光谱表达式中的/>与/>分别为0与1，则反射光谱表达式可以改写为：
这样做的目的是为了让所有仿真反射光谱都在x轴附近震荡，从而更容易地获取其零点序列/>，最后可得/>的表达式为：
其中，为仿真反射光谱曲线的零点，i为每个厚度值的索引，/>与为插值后相邻两个点之间的横坐标；/>与/>为插值后相邻两个点的纵坐标；T为预先设定好的满足工业生产要求的精度阈值。
需要说明的是，仿真反射光谱曲线的零点计算公式可以满足的条件为：当相邻两个点的纵坐标异号且差值绝对值小于精度阈值T时，输出为这两点横坐标的平均值，否则则为0。
步骤4：采集实测反射光谱，并将实测反射光谱进行分解得到实测反射光谱Imf2分量的所有零点；
请参阅图2中的（a），光谱仪通过分光元件，将干涉光分散成不同波长的成分，并记录下光的强度，形成了反射光谱。首先，本步骤采用VMD分解技术对/>进行了分解，然后获取其Imf2分量及其零点序列Zm，如图2中的（b）中的圆圈所示。Zm可以通过在每两个相邻且异号的采样点中间利用简单的三次样条插值获取，其表达式为：
其中，为实测反射光谱Imf2分量的所有零点，/>与/>为插值后相邻两个点之间的横坐标，/>与/>为插值后相邻两个点的纵坐标，T为预先设定好的满足工业生产要求的精度阈值。
需要说明的是，在步骤3中获取所有仿真反射光谱曲线的零点时也是通过在每两个相邻且异号的采样点中间利用三次样条插值来获取的。
步骤5：根据评价函数获取所有仿真反射光谱曲线的零点中与实测反射光谱Imf2分量的所有零点差异最小的一组，并得到薄膜样品的实测厚度；
请参阅图2中的（c）和（d），本步骤采用评价函数F将与/>进行匹配，当F的值达到最小时，证明实测反射光谱曲线的零点与第i条仿真反射光谱曲线的零点分布最为接近。因此，此时的厚度索引i即为待测薄膜样品的实测厚度de。
具体的，评价函数F的表达式为：
其中，和/>分别为光源波段的最小值和最大值，/>为薄膜样品的折射率函数，d为薄膜样品的厚度。
通过步骤1至步骤5的频率拟合法可以得到准确的薄膜厚度，然而，这是因为薄膜所在平面完全垂直于光轴，当薄膜自身产生倾斜时，测量的薄膜厚度并不准确，因此，本实施例提供的一种薄膜厚度检测方法还包括通过载波条纹数实现厚度校正的方法，包括：
步骤6：获取CCD相机采集到的干涉图中的条纹个数；
如图3中的（a）所示，当薄膜与光轴完全垂直时，此时测量得到的结果为样品的实际厚度d；若薄膜自身产生倾斜，入射光以的夹角入射，此时测得的厚度de要大于实际厚度d。根据几何关系，可得de与d之间的关系为：
（1）
因此，仅需获取薄膜样品的倾角即可实现厚度校正。
基于此，本实施例提出了一种基于载波干涉原理的快速获取倾角的方法，该方法可以通过统计干涉图中的条纹个数进而得到倾角/>。
具体的，在确定条纹个数时，假如参考镜与薄膜的距离无限接近，即无限压缩干涉腔，即可得到如图3中（b）所示的劈尖干涉模型。在此模型中，水平平面为参考镜所在平面，倾斜平面为薄膜样品所在平面，两平面之间的夹角为薄膜样品的倾斜角度。当光束垂直于参考镜平面入射，会在薄膜样品所在平面形成明暗相间的干涉条纹，这些干涉条纹的光程差/>可以表示为：
（2）
其中，n为两平面中间介质的折射率，为光源的波长，e为条纹到参考镜所在平面的距离，即条纹在劈尖干涉模型中的厚度，选取厚度为ek和ek+1的相邻两明条纹代入式（2）中得：
（3）
（4）
由于在本实施例针对的工程场景下中，干涉腔内的介质为空气，即n=1，因此，将式（3）和式（4）进行联立可得：，即相邻两明条纹之间的厚度差等于波长的一半。因此，相邻两明条纹（同样适用于相邻两暗条纹）之间的间距∆L为：
（5）
若CCD相机的成像口径为D，则D与相邻两明（暗）条纹间距∆L的比值即为干涉条纹的个数N，即N=D/∆L。
将N=D/∆L代入式（5）中得：
（6）
最后，通过式（6）即可得到薄膜样品的倾角，从而实现薄膜厚度的校正。
步骤7：根据厚度校正公式校正薄膜样品的实测厚度，得到最终厚度；
本步骤将步骤6得到的式（6）代入式（1）中可以得到最终的厚度校正公式。具体的，厚度校正公式为：
其中，d为最终厚度，de为实测厚度，N为条纹个数，为激光器的激光波长（通常为632nm），D为CCD相机的成像口径。当样品与光轴完全垂直时，此时干涉图中没有干涉条纹，即N=0，此时d=de。因此，可以通过上述厚度校正公式简单、快速且自适应的实现厚度校正。
本实施例提供的一种薄膜厚度检测方法，引入了一种全新的频率拟合方法，在测量厚度小于1mm的薄膜时，不仅保持高精度，还具备强大的稳定性。同时，针对实际测量过程中由于摆放失误或机械震动导致的入射角不为0的情况，提出了一种通过载波条纹数实现厚度校正的方法，从而实现了对10μm到1mm范围内较厚薄膜的快速、稳定测厚和自适应校正。通过本实施例能够在更广泛的薄膜厚度范围内实现精准的测量和校正，为薄膜技术领域的发展提供了重要支持。
实施例二
本实施例提供了一种计算机，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现实施例一提供的一种薄膜厚度检测方法的步骤。
实施例三
请参阅图4，本实施例提供了一种薄膜厚度检测系统，包括频率拟合系统和载波干涉系统；
频率拟合系统包括实施例二提供的计算机1、光谱仪2、光源3、环形器4和光学探头5，计算机1与光谱仪2连接，环形器4的三个端口分别与光谱仪2、光源3和光学探头5连接；
载波干涉系统包括激光器9以及从左到右依次排布的CCD相机6、第一准直透镜7、第一半反半透镜8、第二准直透镜10、参考镜11、第二半反半透镜12和薄膜样品放置位13，CCD相机6与计算机1连接，第一准直透镜7、第一半反半透镜8、第二准直透镜10、参考镜11、第二半反半透镜12和薄膜样品放置位13均与CCD相机6的光轴垂直，激光器9位于第一半反半透镜8的上方。
请参阅图4，由光源产生的入射光通过环形器4与光学探头5，最终到达待测薄膜样品表面。其中，一部分入射光被薄膜样品上表面反射，另一部分入射光则穿透薄膜样品被下表面反射，这两束反射光会发生干涉效应，光谱仪2通过一系列的分光元件记录不同波长下的干涉光强，并最终形成反射光谱。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合（只要这些技术特征的组合不存在矛盾），为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
Claims (9)
1.一种薄膜厚度检测方法，其特征在于，包括：
步骤1：获取光源的波长范围以及薄膜样品在所述波长范围内的折射率函数；
步骤2：根据所述折射率函数仿真出所述波长范围内的所有仿真反射光谱曲线；
步骤3：获取所有所述仿真反射光谱曲线的零点；
步骤4：采集实测反射光谱，并将所述实测反射光谱进行分解得到实测反射光谱Imf2分量的所有零点；
步骤5：根据评价函数获取所有所述仿真反射光谱曲线的零点中与所述实测反射光谱Imf2分量的所有零点差异最小的一组，并得到薄膜样品的实测厚度。
2.根据权利要求1所述的薄膜厚度检测方法，其特征在于，还包括：
步骤6：获取CCD相机采集到的干涉图中的条纹个数；
步骤7：根据厚度校正公式校正所述薄膜样品的实测厚度，得到最终厚度；
所述厚度校正公式为：
其中，d为最终厚度，de为实测厚度，N为条纹个数，/>为激光器的激光波长，D为CCD相机的成像口径。
3.根据权利要求1所述的薄膜厚度检测方法，其特征在于，所述步骤3中和所述步骤4中，在获取所有所述仿真反射光谱曲线的零点和实测反射光谱Imf2分量的所有零点时均是通过在每两个相邻且异号的采样点中间利用三次样条插值来获取的。
4.根据权利要求3所述的薄膜厚度检测方法，其特征在于，所述步骤3中，所述仿真反射光谱曲线的零点计算公式为：
其中，/>为仿真反射光谱曲线的零点，i为每个厚度值的索引，/>与/>为插值后相邻两个点之间的横坐标；/>与/>为插值后相邻两个点的纵坐标；T为预先设定好的满足工业生产要求的精度阈值。
5.根据权利要求2所述的薄膜厚度检测方法，其特征在于，所述步骤4中，所述实测反射光谱Imf2分量的所有零点计算公式为：
其中，/>为实测反射光谱Imf2分量的所有零点，/>与/>为插值后相邻两个点之间的横坐标，/>与/>为插值后相邻两个点的纵坐标，T为预先设定好的满足工业生产要求的精度阈值。
6.根据权利要求1所述的薄膜厚度检测方法，其特征在于，所述步骤4中，分解所述实测反射光谱时采用VMD分解技术。
7.根据权利要求1所述的薄膜厚度检测方法，其特征在于，所述步骤5中，所述评价函数的表达式为：
其中，/>和/>分别为光源波段的最小值和最大值，/>为薄膜样品的折射率函数，d为薄膜样品的厚度。
8.一种计算机，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
9.一种薄膜厚度检测系统，其特征在于，包括频率拟合系统和载波干涉系统；
所述频率拟合系统包括权利要求8所述的计算机、光谱仪、光源、环形器和光学探头，所述计算机与所述光谱仪连接，所述环形器的三个端口分别与所述光谱仪、所述光源和所述光学探头连接；
所述载波干涉系统包括激光器以及从左到右依次排布的CCD相机、第一准直透镜、第一半反半透镜、第二准直透镜、参考镜、第二半反半透镜和薄膜样品放置位，所述CCD相机与所述计算机连接，所述第一准直透镜、所述第一半反半透镜、所述第二准直透镜、所述参考镜、所述第二半反半透镜和所述薄膜样品放置位均与所述CCD相机的光轴垂直，所述激光器位于所述第一半反半透镜的上方。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311394444.3A CN117128877B (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种薄膜厚度检测方法、计算机及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311394444.3A CN117128877B (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种薄膜厚度检测方法、计算机及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117128877A true CN117128877A (zh) | 2023-11-28 |
| CN117128877B CN117128877B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=88861356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311394444.3A Active CN117128877B (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种薄膜厚度检测方法、计算机及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117128877B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117589074A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 无锡卓海科技股份有限公司 | 一种薄膜测量装置、方法、电子设备和存储介质 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000292128A (ja) * | 1999-04-12 | 2000-10-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体薄膜の膜厚測定装置および膜厚測定方法ならびに半導体ウェハおよびその製造方法 |
| JP2005164251A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Kurabo Ind Ltd | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
| JP2008292473A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-12-04 | Yokogawa Electric Corp | 膜厚測定装置及び方法 |
| CN101865641A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-10-20 | 新奥光伏能源有限公司 | 一种测量半导体薄膜厚度的方法及装置 |
| KR20150012509A (ko) * | 2013-07-25 | 2015-02-04 | 삼성전자주식회사 | 피측정물의 두께를 측정하는 방법 및 장치 |
| CN109470154A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-15 | 武汉颐光科技有限公司 | 一种适用于光谱椭偏仪的薄膜厚度初值测量方法 |
| CN115371570A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-22 | 复旦大学 | 一种基于色品坐标测量获得薄膜厚度的方法 |
| CN116481444A (zh) * | 2023-05-10 | 2023-07-25 | 东南大学 | 一种基于透射光谱的塑料薄膜厚度测量系统及测量方法 |
| CN116907364A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-10-20 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种基于光谱反射率极值点斜率的薄膜厚度测量方法 |
-
2023
- 2023-10-26 CN CN202311394444.3A patent/CN117128877B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000292128A (ja) * | 1999-04-12 | 2000-10-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体薄膜の膜厚測定装置および膜厚測定方法ならびに半導体ウェハおよびその製造方法 |
| JP2005164251A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Kurabo Ind Ltd | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
| JP2008292473A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-12-04 | Yokogawa Electric Corp | 膜厚測定装置及び方法 |
| CN101865641A (zh) * | 2010-03-05 | 2010-10-20 | 新奥光伏能源有限公司 | 一种测量半导体薄膜厚度的方法及装置 |
| KR20150012509A (ko) * | 2013-07-25 | 2015-02-04 | 삼성전자주식회사 | 피측정물의 두께를 측정하는 방법 및 장치 |
| CN109470154A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-15 | 武汉颐光科技有限公司 | 一种适用于光谱椭偏仪的薄膜厚度初值测量方法 |
| CN115371570A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-22 | 复旦大学 | 一种基于色品坐标测量获得薄膜厚度的方法 |
| CN116481444A (zh) * | 2023-05-10 | 2023-07-25 | 东南大学 | 一种基于透射光谱的塑料薄膜厚度测量系统及测量方法 |
| CN116907364A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-10-20 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种基于光谱反射率极值点斜率的薄膜厚度测量方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘朝霞等: "反射光谱包络线法测量光电薄膜的光学常数和厚度", 大学物理实验, vol. 28, no. 3, pages 11 - 14 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117589074A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 无锡卓海科技股份有限公司 | 一种薄膜测量装置、方法、电子设备和存储介质 |
| CN117589074B (zh) * | 2024-01-18 | 2024-04-23 | 无锡卓海科技股份有限公司 | 一种薄膜测量装置、方法、电子设备和存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117128877B (zh) | 2024-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6021783Y2 (ja) | 光線の波長測定装置 | |
| CN117128877B (zh) | 一种薄膜厚度检测方法、计算机及系统 | |
| CN109781633A (zh) | 一种可获得光谱信息的白光显微干涉测量系统及方法 | |
| CN104634280B (zh) | 通用水平转台绝对角度和旋转角度的测量方法 | |
| CN107064067B (zh) | 一种双干涉仪的空气折射率廓线的测量系统及方法 | |
| CN101576489A (zh) | 光干涉检测甲烷或二氧化碳装置及精度自动补偿检测方法 | |
| CN110736721B (zh) | 基于衍射光栅的玻璃平板折射率均匀性检测装置及检测方法 | |
| Byman et al. | MIKES’primary phase stepping gauge block interferometer | |
| CN111366099A (zh) | 基于预分析的任意腔长下干涉加权采样解相分析方法及测量系统 | |
| CN114812889A (zh) | 一种大口径光学元件应力检测装置及其检测方法 | |
| CN111220088B (zh) | 测量系统和方法 | |
| CN111998782B (zh) | 光学测量装置及方法 | |
| CN113494890B (zh) | 基于fpi干涉仪的光纤光栅应变传感器精度测量装置及方法 | |
| CN114459618B (zh) | 用于测量激光的斐索干涉波长计、光学设备 | |
| CN204757922U (zh) | 一种对比式抗干扰微动级联阶梯角反射镜激光干涉仪 | |
| KR101683465B1 (ko) | 다중 선방출원을 이용한 실시간 분광기 보정방법 | |
| CN108956554A (zh) | 基于数字微镜阵列的原子荧光光谱仪的波长校准方法 | |
| CN110006356B (zh) | 基于ss-oct间距测量系统中的实时标定装置和方法 | |
| CN110986803A (zh) | 一种玻璃间隙空气层厚度测量系统及方法 | |
| CN204854622U (zh) | 一种对比式抗干扰级联阶梯角反射镜激光干涉仪 | |
| CN112986180B (zh) | 一种光谱式气体传感数据处理方法及系统 | |
| CN104848782B (zh) | 一种对比式抗干扰微动级联阶梯角反射镜激光干涉仪及标定方法和测量方法 | |
| Liu et al. | A novel aspheric surface testing method using part-compensating lens | |
| CN112762856B (zh) | 一种用于扫描影响因素的评价方法 | |
| CN218885142U (zh) | 一种面向交叉型车尔尼特纳光谱仪的光谱分辨率预测结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |