介绍了用反射干涉频谱法测量透明或半透明薄膜表面平整度的方法,薄膜厚度的测量范围约在0.2～20 μm(小于20 μm)之间.在对二氧化硅薄膜的测试中,该测试方法与椭圆偏振仪的测试结果相比较,其纵向测量误差小于2 nm.通过光纤传感器在薄膜上的移动,对薄膜上各点的反射光谱进行分析,得到各点的厚度.通过步进电机的移动,连续测量膜上不同点的厚度,从而获得薄膜的表面形貌.该方法对薄膜无破坏作用,且无需测量干涉条纹,与其他的非接触式测试方法相比较,具有无横向测试范围限制、测试系统结构简单、测试精度高、测试结果可靠的特点,因此有较强的实用性.

研究了一种采用横向塞曼激光器并且没有任何运动部件的外差干涉椭偏测量系统。由非理想的激光源、偏振分光镜等器件所产生的非线性误差,是影响纳米测量精度的主要因素。采用琼斯矢量法,分析并建立了光学系统寄生虚反射所引入的误差模型,讨论了虚反射对误差漂移的影响。在不考虑其它误差因素的前提下,同一光路内部产生的同频率虚反射波对测量结果没有影响;而不同频率的参考光束与测量光束之间的交叉虚反射所产生的膜厚测量误差为亚纳米量级。讨论了消除和抑制虚反射误差的方法。