[發(fā)明專利]基于電磁第一性原理反演粗糙表面光學(xué)常數(shù)的橢偏方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810156948.4
• 申請日: 2018-02-24
• 公開（公告）號: CN108344698B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裘俊;劉源斌;趙軍明;劉林華
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種基于電磁第一性原理反演粗糙表面光學(xué)常數(shù)的橢偏方法，其特征在于，它包括：

獲取粗糙表面樣品的橢偏參數(shù)、均方根粗糙度σ和自相關(guān)長度ζ；

將橢偏參數(shù)作為粗糙表面樣品光學(xué)常數(shù)的函數(shù)，則：

Ψ＝f₁(n,k),Δ＝f₂(n,k)， (1)

式中Ψ為幅度值，Δ為相位差，n為折射率，k為消光系數(shù)；

將式(1)用一階泰勒級數(shù)展開，再通過如下迭代公式計算光學(xué)常數(shù)：

式中下角標(biāo)j為迭代次數(shù)，為松弛因子，并且為矩陣η_j的逆矩陣，η_j為偏導(dǎo)數(shù)矩陣；Ψ^*為實驗測量的幅度值，Δ^*為實驗測量的相位差；

定義目標(biāo)函數(shù)為：

J(n,k)＝(Ψ-Ψ^*)²+(Δ-Δ^*)²， (3)

迭代的終止條件定義為：

J(n_j,k_j)＜|δΨ|²+|δΔ|²,j＝1,2,3... (4)

式中δΨ為幅度值Ψ的標(biāo)準(zhǔn)偏差，δΔ為相位差Δ的標(biāo)準(zhǔn)偏差；

結(jié)合電磁第一性原理和迭代公式計算得到目標(biāo)函數(shù)(3)中的光學(xué)常數(shù)折射率n和消光系數(shù)k，直到滿足終止條件(4)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電磁第一性原理反演粗糙表面光學(xué)常數(shù)的橢偏方法，其特征在于，

折射率n的測量誤差δn和消光系數(shù)k的測量誤差δk為：

式中δσ為粗糙表面樣品高度方向特征尺度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，δζ為粗糙表面樣品橫向特征尺度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電磁第一性原理反演粗糙表面光學(xué)常數(shù)的橢偏方法，其特征在于，

公式(5)中的偏導(dǎo)數(shù)通過電磁波傳輸?shù)牡谝恍栽碛嬎愫蛿?shù)值差分方法獲得。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于電磁第一性原理反演粗糙表面光學(xué)常數(shù)的橢偏方法，其特征在于，

粗糙表面樣品的均方根粗糙度σ和自相關(guān)長度ζ通過表面形貌檢測儀檢測獲得。