半导体薄膜非接触测厚仪的工作原理主要基于光学技术,通过分析光与薄膜材料的相互作用来精确测定厚度,避免了传统机械接触可能带来的损伤。其核心原理可从以下几方面解析:
1.干涉条纹分析:当光线照射到薄膜表面时,部分光在薄膜上表面反射,另一部分透射后在下表面反射。两束反射光因光程差产生干涉现象,形成明暗相间的条纹。干涉条纹的间距与薄膜厚度成比例关系,通过高精度传感器捕捉这些条纹并计算相位变化,即可推导出厚度数据。例如,白光干涉技术利用宽光谱光源增强条纹对比度,适用于多层薄膜的复杂界面测量。
2.反射光谱解析:仪器记录不同波长下的反射率曲线,薄膜上下表面的反射光会形成周期性波动的光谱信号。通过傅里叶变换等数学方法分析光谱的振荡频率,可反推出薄膜的厚度。这种方法对透明或半透明半导体薄膜尤为有效。
二、半导体薄膜非接触测厚仪光谱共焦定位技术
该技术通过发射聚焦于不同深度的色散光斑,接收端分析反射光的波长特性以确定表面高度。对于金属薄膜,系统能区分表面形貌与基底轮廓,结合算法排除干扰数据,实现纳米级分辨率的三维厚度映射。其优势在于适应高反射表面,且横向分辨率可达1微米级别。
随着精密制造对薄膜精度要求的提升,非接触光学测厚技术持续迭代,为半导体行业提供了关键质量控制手段。
