薄膜技術(shù)在半導體、太陽(yáng)能電池、平板顯示器和光學(xué)鍍膜等領(lǐng)域有著(zhù)非常廣泛的應用，而膜厚測量是對薄膜表面微觀(guān)形貌測試的一個(gè)重要環(huán)節。隨著(zhù)精密測試技術(shù)的發(fā)展日新月異，對膜層厚度以及表面質(zhì)量的測量精度要求越來(lái)越高，傳統機械、電磁等測量手段已經(jīng)跟不上時(shí)代的發(fā)展，未來(lái)，光電技術(shù)將以其非接觸、無(wú)損、高效等優(yōu)勢持續引領(lǐng)膜厚測量領(lǐng)域，利用先進(jìn)光電設備與智能算法精準測量薄膜厚度與表面質(zhì)量，助力工藝優(yōu)化與產(chǎn)品升級，推動(dòng)工業(yè)創(chuàng )新與發(fā)展。

1.原理介紹

本文介紹了一種采用反射式光譜系統進(jìn)行膜厚測量的方法，該系統利用了干涉光譜的原理，結構簡(jiǎn)單，靈敏度高，適合反射光較弱、透明或半透明薄膜表面的測量.

如上圖所示，通過(guò)將光源發(fā)出的光經(jīng)光纖探頭射向被測薄膜，光從空氣進(jìn)入膜層，相當于光疏進(jìn)入光密介質(zhì)，在膜層的上下表面產(chǎn)生兩個(gè)反射光束，在空氣與膜層界面處發(fā)生一次反射，形成第一束反射光，而折射進(jìn)入膜層的光在膜層底部與載體界面處又發(fā)生反射，反射光透過(guò)膜層與空氣界面射入空氣，形成第二束反射光，兩束反射光再由接收光纖傳輸，最終被光譜儀采集，由于兩束反射光具有一定的光程差，會(huì )形成類(lèi)似于干涉條紋的光譜，通過(guò)入射角度、折射率n以及波峰波谷光譜數據利用極值法計算出薄膜的厚度d。厚度越大光譜數據越密，波長(cháng)越長(cháng)光譜數據越稀疏，需要根據情況選擇合適的波長(cháng)范圍及光譜分辨率。

2.系統特點(diǎn)

上述系統不僅可以測量薄膜厚度，還可以測量膜層厚度均勻分布情況，與其他方法相比，這種方式測量如下優(yōu)勢：

·數據處理高效便捷：干涉光譜技術(shù)不需要檢測干涉條紋，可以測量任意位置，能夠即時(shí)分析并呈現高精度的膜厚數據。

·非接觸式測量，無(wú)損檢測：避免了傳統接觸式測量可能帶來(lái)的樣品表面劃痕或污染風(fēng)險，尤其適用于對表面質(zhì)量要求極高的精密元件和材料。

·光纖探頭設計精巧，適應性強：配備的光纖探頭設計精巧，體積小巧且高度靈活，能夠輕松穿越狹窄空間，深入設備內部進(jìn)行精確測量。

·測厚范圍寬且精度高：干涉光譜測膜厚技術(shù)具有寬廣的測量范圍，能夠覆蓋從納米級到微米級甚至更大范圍的薄膜厚度，滿(mǎn)足了不同應用場(chǎng)景下的多樣化需求。同時(shí)，其測量精度高，能夠捕捉到微小的厚度變化。

·高重復性與穩定性：干涉光譜測膜厚技術(shù)具備出色的重復性和穩定性，即使在長(cháng)時(shí)間連續測量或惡劣環(huán)境條件下，也能保持測量結果的準確性和一致性。

綜上所述，干涉光譜測膜厚技術(shù)以其高效的數據處理能力、非接觸式無(wú)損檢測、精巧的探頭設計、寬廣的測量范圍與高精度以及高重復性與穩定性等優(yōu)勢，在科研和工業(yè)領(lǐng)域展現出了巨大的應用潛力和價(jià)值。該技術(shù)易于與自動(dòng)化設備和控制系統集成，實(shí)現測量過(guò)程的自動(dòng)化和智能化。通過(guò)與其他設備的無(wú)縫對接，可以構建高效的實(shí)時(shí)在線(xiàn)生產(chǎn)監測和質(zhì)量控制體系，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

3.應用領(lǐng)域

·半導體行業(yè)：薄膜厚度的控制對于芯片制造至關(guān)重要，在集成電路制造中，需要精確控制氧化層、金屬層等薄膜的厚度，以保證器件的性能和穩定性。

·涂料行業(yè)：膜厚測試儀可用于測量涂料的干膜厚度，適當的涂料厚度有助于提高涂層的防護性能、美觀(guān)度和耐久性。

·光學(xué)領(lǐng)域：測量光學(xué)鍍膜的厚度，如精密光學(xué)行業(yè)中的二氧化硅膜和氟化鈣膜等。光學(xué)鍍膜的厚度直接影響光學(xué)元件的性能，如反射率、透射率和色散等。

·新能源/光伏行業(yè)：在新能源和光伏行業(yè)中，膜厚測量用于測量如鈣鈦礦、ITO等薄膜的厚度，精確控制薄膜厚度對于提高光伏器件的光電轉換效率和穩定性至關(guān)重要。

·顯示面板行業(yè)：膜厚測量?jì)x用于測量涂布膜、微流道等薄膜的厚度，這些薄膜的厚度直接影響顯示面板的顯示效果和性能。

·高分子材料行業(yè)：在高分子材料行業(yè)中，膜厚測量可用于測量如PI膜等高分子材料的薄膜厚度，其厚度對性能和應用效果有重要影響，如透氣性、阻隔性和機械強度等。

·科研與高校：膜厚測量用于研究新材料的薄膜生長(cháng)過(guò)程、探索新材料的性質(zhì)等。

綜上所述，膜厚測量在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應用，其精確度和穩定性對于保證產(chǎn)品質(zhì)量、提升性能和研究進(jìn)展具有重要意義。

4.產(chǎn)品推薦

北京鑒知技術(shù)有限公司微型光纖光譜儀非常適用于膜厚測量的應用：詳情請訪(fǎng)問(wèn)如下鏈接：光纖光譜儀-北京鑒知技術(shù)有限公司-江蘇鑒知 (jinsp-tech.com)

·性能卓越、可靠性好、性?xún)r(jià)比超高

·體積小巧，適合原位快速實(shí)時(shí)監測

·軟件使用簡(jiǎn)單，易操作

·紫外、可見(jiàn)、近紅外，光譜涵蓋185~2500nm，可快速測量全譜范圍