[發明專利]一種采用光譜橢偏儀對金屬膜進行檢測的方法

有效

• 申請號: 201610051591.4
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105674899B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 田毅;張先鋒;閆蘭琴;宋志偉;褚衛國
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01N21/21
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯瀟瀟

本發明提供了一種采用光譜橢偏儀對金屬膜進行檢測的方法，所述方法包括以下步驟：制備非吸收介質?Si襯底膜系；用光譜橢偏儀對非吸收介質?Si襯底膜系進行測量和擬合；用相同的方法在非吸收介質?Si襯底膜系和玻璃襯底上分別制備厚度相同的金屬膜，得到金屬?非吸收介質?Si襯底膜系和金屬?玻璃膜系；用光譜橢偏儀對金屬?非吸收介質?Si襯底膜系進行測量和分段擬合，得到所需數據。本發明極大的提高了超厚金屬膜檢測的精度和靈敏度，擴大了可測金屬膜的厚度范圍。本發明測量方法簡單方便，測量結果穩定可靠，適用范圍廣泛。

技術領域

本發明屬于光學測量領域，涉及一種采用光譜橢偏儀對金屬膜進行檢測的方法，尤其涉及一種采用光譜橢偏儀提高對金屬膜檢測精度和靈敏度的檢測方法。

背景技術

橢圓偏振測量技術，是一種通過測量探測光在樣品表面反射前后光強和相位的變化來測量薄膜厚度和薄膜光學常數的技術。橢圓偏振測量技術是一種間接測量，因此測量結果并不是直觀的薄膜厚度和光學常數信息，而是橢偏角度/ 參數。所以需要對橢偏參數的數據進行建模分析，得到所求薄膜的厚度和光學常數。同時光譜式橢偏測量由于具有精度高、測量簡便以及對樣品無損害等特點，成為研究薄膜領域重要的技術手段，在薄膜研究領域具有不可替代的重要地位。

隨著納米技術的發展，納米尺度的薄膜由于其不同于塊體材料的獨特性質，受到了越來越多的重視，也得到了越來越廣泛的應用。作為薄膜性質的重要部分，光學性質在薄膜研究領域，特別是光學薄膜研究領域，是至關重要的研究內容。金屬最顯著的光學特性是高反射和強吸收，由于超厚金屬膜對光的透過率很低，利用光譜橢偏儀一般較難測量和擬合厚度超過50nm的金屬膜，即便均方誤差MSE較小，也會偏離實際膜的厚度。同時，金屬膜到了納米量級出現了與常規宏觀尺寸的固體不同的新特性，從而使得納米級金屬膜的設計和制造很難保證一致。因此，現在亟需一種測試精度高并且成本較低的方法來測試超厚納米級金屬膜的厚度及光學常數。

發明內容

針對現有技術中厚度超過50nm的金屬膜利用光譜橢偏儀較難測量和擬合的問題，本發明提供了一種采用光譜橢偏儀對金屬膜進行檢測的方法，所述方法可以提高超厚金屬膜的檢測精度和靈敏度，簡單可行，可適用于多種超厚金屬膜的橢偏儀測量及厚度和光學常數的擬合。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種采用光譜橢偏儀對金屬膜進行檢測的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)制備非吸收介質-Si襯底膜系；

(2)用光譜橢偏儀對非吸收介質-Si襯底膜系進行測量和擬合；

(3)用相同的方法在非吸收介質-Si襯底膜系和玻璃襯底上分別制備厚度相同的金屬膜，得到金屬-非吸收介質-Si襯底膜系；

(4)用光譜橢偏儀對金屬-非吸收介質-Si襯底膜系進行測量和分段擬合，得到所需數據。

其中，步驟(1)中制備非吸收介質-Si襯底膜系是作為超厚金屬膜的新襯底；步驟(4)中得到的數據包括金屬膜的厚度以及光學常數等。

以下作為本發明優選的技術方案，但不作為本發明提供的技術方案的限制，通過以下技術方案，可以更好的達到和實現本發明的技術目的和有益效果。

作為本發明的優選方案，所述制備非吸收介質-Si襯底膜系的方法為：在Si 襯底上沉積非吸收介質。

優選地，所述沉積方法為化學氣相沉積、磁控濺射沉積或熱氧化法中任意一種。

本發明中沉積非吸收介質的方法為制備納米級非吸收介質膜的常規方法，并不僅限于上述所列舉的方法。

本發明中，在Si襯底上沉積非吸收介質的方法為制備納米級非吸收介質膜的常規方法，并不僅限于上述沉積方法。