空間載頻干涉法測(cè)量薄膜厚度技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代干涉測(cè)量技術(shù)測(cè)量薄膜厚度具有高精度、非接觸性和大視場(chǎng)等的測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)。許多精密測(cè)試工作，都是依靠光干涉的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于某些測(cè)試任務(wù)，干涉甚至是唯一可行的解決方法。
　　 本文探討了利用快速傅立葉變換法對(duì)采用空間載頻干涉術(shù)得到的單幅干涉圖進(jìn)行相位解包裹的問(wèn)題。采用泰曼-格林型干涉系統(tǒng)及CCD圖像接收設(shè)備搭建了數(shù)字圖像測(cè)試系統(tǒng)并獲取載有薄膜厚度信息的干涉圖片，建立被測(cè)薄膜樣片與干涉相位分布之間的數(shù)學(xué)模型，再借助于數(shù)字圖像處理技術(shù)

2、就可得到被測(cè)薄膜的厚度參數(shù)。設(shè)計(jì)了一套處理干涉圖的算法，包括去除噪聲、邊緣提取算法、區(qū)域延拓算法以及頻域變換算法等。通過(guò)二維快速傅里葉變換法把經(jīng)過(guò)預(yù)處理的干涉圖變換到頻域，選擇合適的濾波器提出干涉圖樣頻譜中的正一級(jí)頻譜，再進(jìn)行二維快速傅立葉反變換，通過(guò)對(duì)頻域的二維傅立葉反變換求得的帶有薄膜信息的波面包裹相位分布，再對(duì)其進(jìn)行相位解包。其中包括一種新算法，即，菱形種子相位解包算法。用本文的算法不僅對(duì)多幅薄膜干涉圖進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量，而且為驗(yàn)證這

3、種測(cè)量薄膜厚度算法的正確性還對(duì)量塊干涉圖作了實(shí)際檢測(cè)。本文處理結(jié)果與ZYGO干涉儀處理結(jié)果對(duì)比后表明：所測(cè)-SiO2薄膜的厚度是113.8nm的峰谷值為0.4189λ，均方根值為0.091λ，用ZYGO干涉儀測(cè)同一薄膜樣片進(jìn)行比對(duì)，其厚度為113.0nm，峰谷值為0.430λ，均方根值為0.093λ。由此可見(jiàn)，此處理算法可以利用單幅的干涉條紋圖像得到高精度的薄膜波面的相位分布。從而大大減少了測(cè)量薄膜厚度的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)在實(shí)時(shí)性場(chǎng)合下對(duì)薄膜