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基于光干涉法:Otsuka SM-100P 如何实现 0.1μm 级的非破坏性膜厚测量?

更新时间:2026-06-10      浏览次数:205
在精密制造与半导体封装领域,薄膜厚度的测量精度直接决定了产品的良率与性能。传统的接触式测量往往面临损伤样品、精度不足的困境,而昂贵的实验室级设备又难以满足产线现场的快速检测需求。

Otsuka SM-100P 智能膜厚计 的出现,正是为了解决这一“两难"局面。它基于反射分光法(光干涉法),将高精度的非破坏性测量带入了手掌大小的便携设备中,实现了 0.1μm 级别的测量能力。

基于光干涉法:Otsuka SM-100P 如何实现 0.1μm 级的非破坏性膜厚测量?



1. 技术核心:光干涉法的“隐形尺子"


Otsuka SM-100P 的核心原理在于利用光的波动特性。设备从上方发射一束光至样品表面:
  • 光路 R1: 光线在薄膜的表面直接发生反射。

  • 光路 R2: 光线穿透薄膜,在基板界面发生反射。

由于 R2 光线多走了一段路程(即两倍的膜厚),它与 R1 光线之间会产生光程差。当这两束光重新汇合时,会发生干涉现象(增强或减弱)。SM-100P 通过高灵敏度传感器捕捉这种干涉产生的反射光谱,并结合材料的折射率,利用算法精确反推出光程差,从而计算出薄膜的物理厚度。


2. 突破性精度:0.1μm 的实现逻辑


SM-100P 能够实现 0.1 ~ 100μm 的单层膜测量范围。这一 0.1μm(100纳米)级别的精度是如何达成的?
  • 宽波长覆盖: 设备采用 400 ~ 1000 nm 的宽波段光源。波长越宽,能够捕捉到的干涉条纹细节就越丰富,对于极薄薄膜(<1μm)的识别能力就越强。

  • 高重复性: 设备的测定重复性高达 2.1σ 0.01μm(针对1μm氧化膜)。这意味着在测量极薄涂层时,数据依然具有非常高的稳定性,消除了人为误差。

  • 无需检量线: 传统仪器往往需要针对不同材料制作校准曲线,而 SM-100P 直接基于物理光学原理运算,即使是新手也能直接获得绝对准确的测量值。


3. 非破坏性与多层膜解析


作为一款非接触式仪器,SM-100P 在测量过程中不会对样品造成任何物理损伤。这对于昂贵的硅片、软质树脂或功能性涂层至关重要。
更值得一提的是,作为 Pro 版本,它具备解析多层膜结构的能力(最大支持 3 层)。在复杂的工业应用中,如“基板+底漆+面漆"的结构,SM-100P 能够通过分析复杂的干涉光谱,将每一层的厚度数据独立分离并显示出来,这是普通单层测量仪无法企及的功能。


4. 便携式实验室


尽管拥有实验室级别的分析能力,SM-100P 的体积却极为紧凑(仅重 1.1kg)。
  • 小光斑设计: 测定光斑直径在 φ1mm 以下,即使是在微小的芯片或狭窄区域也能精准定位。

  • 数据可视化: 它不仅能显示最终的厚度数值,还能直接展示反射率光谱功率谱的生数据。这对于研发人员分析材料特性、验证涂层均匀性具有非常高的参考价值。


结语


Otsuka SM-100P 并非简单的“测厚仪",它是一台掌上光谱干涉分析仪。通过将复杂的光学物理算法固化在便携设备中,它让高精度的非破坏性测量变得触手可及。无论是半导体晶圆的氧化层,还是精密光学元件的镀膜,SM-100P 都能提供快速、准确且安全的测量解决方案


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