文档介绍：摘要：本文对目前常用的薄膜厚度光学测量方法进行了深入的研究和讨论，总
结并归纳了每一种测量方法的优缺点、以及使用条件。基于原子力显微镜的薄膜
厚度检测系统，该系统得到薄膜厚度，能够精确测量各种不同性质的薄膜的厚度。
关键词率nf以及基底折射率ns、空气折射率 na、入射角讨口波长油勺函数，其具体形式由待测薄膜的数学模型推导和计算得到。
椭圆偏振法的最大优点是反射光的偏振态变化对薄膜厚度的变常敏感，因此
具有很高的测试灵敏度和精度，适合于透明的或弱吸收的各向同性的厚度小于一个周期的薄膜，也可用于多层膜的测量。每种方法都有各自的优缺点，同样该方法也存在一些不足，例如当薄膜厚度较小时，薄膜折射率与基底折射率相接近，用椭偏仪同时测得薄膜的厚度和折射率与实际情况有较大的偏差。
干涉法
干涉法是利用相干光干涉形成等厚干涉条纹的原理来确定薄膜厚度和折射
率的一种方法。测量薄膜厚度是实验和生产中较普遍采用的测量方法，其优点是设备简单，操作方便，无需复杂的计算。根据光干涉原理，两个相干波面发生干涉时，其干涉图像的光强分布为：
i(????= ??????+ ?????? cos[??0 (????](7)
式中：a(x,y)是干涉图背景光，强b(x,y)是干涉条纹的幅值调制度，？？(？??? =
??(????- ???(????,其中？?(？???为带有薄膜厚度信息的被测波面的相位分布函数,??乂????为参考波前的相位分布函数。
i (x,y)是相干光干涉后的光强分布，也就是干涉形成的条纹图，为已知量，如果能够求出？？(???？，并且选定？?《？??？为一常量，如参考波前选平面波，就可以求出被测波面的波差函数为：W(????=白?？(???？
则薄膜厚度为：
? 1W(????= J??B(??7?
(8)
干涉法不但可以测量透明薄膜、弱吸收薄膜和非透明薄膜，而且适用于双折射薄膜，这种方法不适合用于黑色的不透明薄膜的测量，但是对于反光率较高的不透明薄膜，光干涉法可以很灵敏的测得其厚度。
3系统设计
装置
以上介绍的传统的薄膜检测原理，例如干涉法这种方法仅适用于折射率己知的均匀薄膜，对于折射率未知的多孔薄膜材料则需要利用进一步的工具来测得多孔薄膜的有效折射率，基于这些传统检测手段本身存在的问题，本文提出基于 AFM (原子力显微镜)的薄膜厚度检测系统。 AFM的工作原理⑼是通过控制并检测针尖一样品间的相作用力，例如原子间斥力、摩擦力、弹力、范德华力、磁力和静电力等来分析研究表面性质的。
基于原子力显微镜的薄膜厚度检测系统的设计图如图：
基于AFM的薄膜厚度检测系统
AFM主要包括探头部分光电检测系统、及前置放大电路、数据采集卡、计算机、步进电机、步进电机驱动器、微位移平台。微探针的振动信号是由通过光束偏转法得到的，由半导体激光器发出的激光射在微探针的表面，几何反射先进
入PSR由PSD检测光点的位置偏移，该信号经过放大，把信号送入反馈控制回路，保持样品与探针之间的距离恒定的同时，
将信号输出到计算机，记录并以图像的方式显示表面形
貌。计算机控制步进电机的运行以及信号电压的采集，内有扫描控制、图像处理程序，以及
数据采集卡的驱动程序。
实验与结论
样品