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非接觸式無損測厚儀采用的工作原理是光熱紅外法。利用光源照射物體表面,通過對激勵光源進行強度調制，在材料中產生熱波，光源激發的熱量通過熱波在涂層中向深處傳播，這一熱波在涂層與基材的邊界處反射并最終傳播出涂層以紅外熱輻射的形式被探測器接收。涂層越厚,該過程花費的時間越長。因此利用紅外探測器探測紅外熱輻射(相移)的信號就可以獲得涂層的厚度信息。由于表征涂層厚度(或其他參數)的不是信號幅度而是信號相位,即輻射熱波相對于激發光波的時間偏移,因此這種測量方式對測量距離或探測角度的變化不敏感。這樣,可以非常高精度地測量涂層厚度和面密度。光熱紅外法測量的精度在亞微米范圍內,通常比目前工業上常用的測量方式要精確得多。能夠測量直徑為50mm、75mm、100mm、150mm、200mm和300mm的晶圓。其厚度范圍根據晶圓直徑的不同而有所差異。例如，對于無框晶圓，其測量范圍可能是200\~1000μm或300\~1800μm；而對于鑲框晶圓，測量范圍可能達到0\~1100μm。

測量精度方面的厚度精度可以達到±0.5μm，分辨率高達10 nm，動態范圍達800μm。這樣的精度保證了測量結果的準確性和可靠性，滿足了半導體行業對高精度測量的需求。