1。简介
在精确制造，半导体加工和微/纳米尺度的表面工程中，对准确的垂直表面轮廓测量的需求继续上升。在准确性和效率方面，传统的基于接触或低分辨率的方法通常不足。专门研究非接触表面高度测量值的垂直轮廓仪，由于其高精度和鲁棒性，越来越多地利用白光干涉法（WLI）作为核心技术。本文介绍了WLI的工作原理，并解释了它如何在垂直验证中启用纳米尺度垂直分辨率。

2。白光干涉法的基础
白光干涉测量法利用宽带光源（例如LED或卤素灯），并且基于Michelson干涉仪原理。将光线分为参考光束和测量光束。从参考镜和样品表面反射后，将梁重新组合以形成干扰条纹。

与单色光不同，白光的相干长度很短。因此，仅当两个梁之间的光路差几乎为零时，干扰条纹才会出现。该属性可以沿垂直轴的表面高度进行精确定位。

3。使用WLI的垂直轮廓仪的系统体系结构
一个典型的基于WLI的垂直轮廓仪由以下关键模块组成：

宽带光源：在可见范围内提供连续的光谱光；

干涉目标（例如Mirau或Linnik类型）：结合参考和测量光束；

Z轴扫描机制：以纳米尺度的精度垂直移动干涉率或样品；

成像系统：使用CCD或CMOS摄像机捕获干扰图像序列；

图像处理算法：分析每个像素处的条纹对比度变化以确定表面高度。

4。实现纳米尺度垂直分辨率
基于WLI的轮廓学的核心能力在于其垂直分辨率，该分辨率是通过特定算法实现的：

信封峰检测：适用于粗糙或阶梯表面；通过在干扰信封中定位最大对比度位置来确定表面高度。典型分辨率：1-10 nm。

相位移动干涉法：非常适合平滑表面；分析干涉条纹的相变，以提取亚纳米高度信息。

这些算法可以根据表面类型组合或自动选择，从而使系统能够适应各种测量场景。

5。优势和限制
优点：

非接触，非破坏性测量；

高垂直分辨率（降至1 nm）；

适用于反射性，透明或中等粗糙的表面。

限制：

对环境振动敏感；建议隔离系统；

测量陡峭的侧壁或深沟的能力有限；

更高的成本，更适合具有严格准确要求的高端应用。

6。结论
白光干涉法是一种完善的光学技术，它使垂直的轮廓仪能够实现高分辨率的非接触表面测量值。 WLI凭借坚实的物理基础和可靠的可靠性，发现在半导体，光学和精密材料行业中广泛应用。展望未来，它与更快的扫描系统，增强算法和自动化平台的集成将进一步扩展其在高精度计量学方面的功能。