空間載頻干涉法測量薄膜厚度技術研究.pdf

1、現代干涉測量技術測量薄膜厚度具有高精度、非接觸性和大視場等的測量優(yōu)點。許多精密測試工作，都是依靠光干涉的方法來實現的，對于某些測試任務，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采用空間載頻干涉術得到的單幅干涉圖進行相位解包裹的問題。采用泰曼-格林型干涉系統(tǒng)及CCD圖像接收設備搭建了數字圖像測試系統(tǒng)并獲取載有薄膜厚度信息的干涉圖片，建立被測薄膜樣片與干涉相位分布之間的數學模型，再借助于數字圖像處理技術

2、就可得到被測薄膜的厚度參數。設計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。通過二維快速傅里葉變換法把經過預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頻譜，再進行二維快速傅立葉反變換，通過對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，再對其進行相位解包。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多幅薄膜干涉圖進行了實際測量，而且為驗證這

3、種測量薄膜厚度算法的正確性還對量塊干涉圖作了實際檢測。本文處理結果與ZYGO干涉儀處理結果對比后表明：所測-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干涉儀測同一薄膜樣片進行比對，其厚度為113.0nm，峰谷值為0.430λ，均方根值為0.093λ。由此可見，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。從而大大減少了測量薄膜厚度的復雜度，實現在實時性場合下對薄膜