[发明专利]一种采用光谱椭偏仪对金属膜进行检测的方法

说明书

本发明提供了一种采用光谱椭偏仪对金属膜进行检测的方法，所述方法包括以下步骤：制备非吸收介质‑Si衬底膜系；用光谱椭偏仪对非吸收介质‑Si衬底膜系进行测量和拟合；用相同的方法在非吸收介质‑Si衬底膜系和玻璃衬底上分别制备厚度相同的金属膜，得到金属‑非吸收介质‑Si衬底膜系和金属‑玻璃膜系；用光谱椭偏仪对金属‑非吸收介质‑Si衬底膜系进行测量和分段拟合，得到所需数据。本发明极大的提高了超厚金属膜检测的精度和灵敏度，扩大了可测金属膜的厚度范围。本发明测量方法简单方便，测量结果稳定可靠，适用范围广泛。

技术领域

本发明属于光学测量领域，涉及一种采用光谱椭偏仪对金属膜进行检测的方法，尤其涉及一种采用光谱椭偏仪提高对金属膜检测精度和灵敏度的检测方法。

背景技术

椭圆偏振测量技术，是一种通过测量探测光在样品表面反射前后光强和相位的变化来测量薄膜厚度和薄膜光学常数的技术。椭圆偏振测量技术是一种间接测量，因此测量结果并不是直观的薄膜厚度和光学常数信息，而是椭偏角度/ 参数。所以需要对椭偏参数的数据进行建模分析，得到所求薄膜的厚度和光学常数。同时光谱式椭偏测量由于具有精度高、测量简便以及对样品无损害等特点，成为研究薄膜领域重要的技术手段，在薄膜研究领域具有不可替代的重要地位。

随着纳米技术的发展，纳米尺度的薄膜由于其不同于块体材料的独特性质，受到了越来越多的重视，也得到了越来越广泛的应用。作为薄膜性质的重要部分，光学性质在薄膜研究领域，特别是光学薄膜研究领域，是至关重要的研究内容。金属最显著的光学特性是高反射和强吸收，由于超厚金属膜对光的透过率很低，利用光谱椭偏仪一般较难测量和拟合厚度超过50nm的金属膜，即便均方误差MSE较小，也会偏离实际膜的厚度。同时，金属膜到了纳米量级出现了与常规宏观尺寸的固体不同的新特性，从而使得纳米级金属膜的设计和制造很难保证一致。因此，现在亟需一种测试精度高并且成本较低的方法来测试超厚纳米级金属膜的厚度及光学常数。

发明内容

针对现有技术中厚度超过50nm的金属膜利用光谱椭偏仪较难测量和拟合的问题，本发明提供了一种采用光谱椭偏仪对金属膜进行检测的方法，所述方法可以提高超厚金属膜的检测精度和灵敏度，简单可行，可适用于多种超厚金属膜的椭偏仪测量及厚度和光学常数的拟合。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种采用光谱椭偏仪对金属膜进行检测的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)制备非吸收介质-Si衬底膜系；

(2)用光谱椭偏仪对非吸收介质-Si衬底膜系进行测量和拟合；

(3)用相同的方法在非吸收介质-Si衬底膜系和玻璃衬底上分别制备厚度相同的金属膜，得到金属-非吸收介质-Si衬底膜系；

(4)用光谱椭偏仪对金属-非吸收介质-Si衬底膜系进行测量和分段拟合，得到所需数据。

其中，步骤(1)中制备非吸收介质-Si衬底膜系是作为超厚金属膜的新衬底；步骤(4)中得到的数据包括金属膜的厚度以及光学常数等。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明的优选方案，所述制备非吸收介质-Si衬底膜系的方法为：在Si 衬底上沉积非吸收介质。

优选地，所述沉积方法为化学气相沉积、磁控溅射沉积或热氧化法中任意一种。

本发明中沉积非吸收介质的方法为制备纳米级非吸收介质膜的常规方法，并不仅限于上述所列举的方法。

本发明中，在Si衬底上沉积非吸收介质的方法为制备纳米级非吸收介质膜的常规方法，并不仅限于上述沉积方法。