窄带滤光片与相干长度可调准单色光干涉研究

摘要

随着半导体材料与器件、光盘技术和微光学、微机械、计算机和信息等产业的发展，表面质量的检测越来越引起人们重视，其中面形误差的检测是表面质量检测的重要内容。激光移相干涉技术是测量光学及半导体零件表面面形最常用的方法，但是在利用这种方法检测双抛光透明平行平板的面形时，将会出现三表面干涉现象，导致测量误差较大。针对这个问题本文提出了一种不对被测表面进行任何预处理且可实现低成本、高精度的测量方法，即使用白光光源和不同带宽的带通滤光片代替激光光源，通过更换滤光片来调节所得准单色光光源的谱线宽度，从而调节其相干长度，实现对不同厚度的双抛平行平板表面面形的测量。 本文介绍了常见的带通滤光片薄膜的设计方方法，其中重点介绍了多半波法布里—珀珞滤光片的台伦设计法，并建立了相应的数学模型。利用所建立的数学模型求解了5nm和10nm带宽窄带滤光片的初始膜系，进而利用薄膜设计软件进行了模拟和优化。在制备薄膜之前，首先选择了TiO2、SiO2作为最佳镀膜材料，然后对其最佳的镀膜工艺参数进行了研究。在此基础上分别镀制了带宽50nm，10nm，和5nm滤光片，并对其透过率光谱和相干长度进行了测量。最后，利用所镀滤光片消除了三表面干涉现象，得到了所需的干涉条纹。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题背景

1.1.1常见面形误差测量方法简介

1.1.2三表面干涉

1.1.3相干长度与光谱带宽之间的关系

1.1.4薄膜干涉滤光片

1.2论文的主要研究任务

2膜系设计

2.1干涉截止滤光片

2.2带通滤光片

2.3多半波滤光片

2.3.1膜系计算

2.4薄膜滤光片的软件模拟与优化

2.4.1光学薄膜设计软件的现状

2.4.2薄膜滤光片的TFCalc模拟与优化

本章小结

3镀膜设备与工艺

3.1 PTK90S镀膜机简介

3.2镀膜材料选取

3.2.1二氧化钛

3.2.2二氧化硅

3.3镀膜工艺设置

3.3.1材料的主要光学参数

3.3.2影响材料光学参数的主要工艺因素

3.3.3 IC/5工艺因素TF(Tooling Factor)设置

3.3.4薄膜材料工艺文件的制作

本章小结

4薄膜滤光片性能测试

4.1滤光片的光谱测量

4.2滤光片的相干长度测量

4.3两表面干涉条纹分析

本章小结

全文小结

致谢

参考文献

附录