首页  技术文章  光谱型椭偏仪的校准(四)-样片测量法

光谱型椭偏仪的校准(四)-样片测量法

发布时间:2023-06-29 13:49:19 浏览量:1217 作者:Alex

摘要

样片测量法是一种比空气测量法更为完善的椭偏角校准方法,它可以保证光谱型椭偏仪椭偏角在较大范围内测量结果的准确可靠。

正文


光谱椭偏仪的校准(四)-样片测量法


我们之前使用的空气测量法是使用空气和平行平晶作为标准,对椭偏仪特定椭偏角的测量结果进行验证,但是这并不能保证椭偏角在全范围内的量值准确可靠。基于以上分析,有必要给出一种更为完善的椭偏角校准方法,以保证光谱型椭偏仪椭偏角在较大范围内测量结果的准确可靠,我们称他为样片测量法。


根据椭偏仪测量流程可知,首先需要测量被测样品得到椭偏角参数,然后建立测量模型通过拟合的方式得到薄膜的厚度。对于光谱型椭偏仪而言,不同材料、不同薄膜厚度的样片,对应的椭偏参数是不相同的。假定被测样品材料固定,则椭偏角和薄膜厚度建立了对应的关系,使用不同厚度的薄膜样片就可以实现椭偏角的校准,测量形式如图1所示。


图1 模型固定的椭偏仪测量形式


目前,硅作为zui常用的半导体材料,在半导体和微电子领域中占据很大的比重,因此膜厚标准样片的衬底材料为硅,薄膜材料为二氧化硅。按照公式



所示的数学模型编写Matlab算法进行仿真得到二氧化硅薄膜的厚度,通过仿真可知:使用薄膜厚度为2nm,50nm,500nm,3个不同厚度的膜厚标准样片即可覆盖椭偏角的大部分范围,具体的薄膜厚度和覆盖椭偏角的范围见表1。


                  薄膜厚度/nm                  覆盖范围/(°)                Δ覆盖范围/(°)
                        2                         15-40                    120-180
                       50                         10-60                    100-220
                      500                         20-80                     90-270

表1 样片覆盖椭偏角的范围


为了实现椭偏角的校准,我们需要制备标称厚度为2nm,50nm,500nm的二氧化硅膜厚标准样片。


如果您对椭偏仪相关产品有兴趣,请访问上海昊量光电的官方网页:

https://www.auniontech.com/three-level-56.html


关文献

1彭希锋,陈爽,李海星,熊朝晖.基于激光位移传感器的面角度测量技术研究[J].仪器仪表学报,2017,38(11):2735-2743.

2浦昭邦,陶卫,张琢.角度测量的光学方法[J].光学技术,2002,28(2):168-171. 

3刘文德,陈赤,于靖,徐英莹,樊其明,张静.相调制光谱椭偏仪校准研究[J].计量技术,2011(7):40-42. 

4杨坤,王向朝,步扬.椭偏仪的研究进展[J].激光与光电子学进展,2007,44(3):43-49. 

5徐鹏,刘涛,王林梓,李国光,熊伟,荣健.样品校准法在单波长椭偏仪中的应用[J].光学学报,2013(4):84-91. 

6代贞强,李大海,杨丽杰,鄂可伟,王琴,王雪敏.基于光线角度标定的坐标测量方法[J].光学与光电技术,2015,0(3):29-33. 

7张继涛,李岩,罗志勇.一种可溯源的光谱椭偏仪标定方法[J].物理学报,2010(1):186-191.

8韩志国,李锁印,赵琳,冯亚南,梁法国.一种光谱型椭偏仪的校准方法[J].中国测试,2017,43(12):1-6.

9林启敬,吴昊,张福政,王琛英,蒋庄德.Cu/Ti纳米薄膜表面形貌的分形表征研究[J].计量学报,2018,39(5):593-597. 

10朱绪丹,张荣君,郑玉祥,王松有,陈良尧.圆偏振光谱测量技术及其在薄膜材料研究中的应用[J].中国光学,2019,12(6):1195-1234.


更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电

关于昊量光电:

上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等;可为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等服务。

您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息,或直接来电咨询4006-888-532。