[發明專利]一種單旋轉補償器型橢偏儀隨機誤差評估方法

在審

• 申請號: 201911350327.0
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111122458A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張傳維;孫菁陽;李偉奇;郭春付;劉世元
• 申請（專利權）人: 武漢頤光科技有限公司
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G01N21/21;G01B11/00
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 謝洋

本發明涉及一種單旋轉補償器型橢偏儀隨機誤差評估方法，包括：建立橢偏儀測量系統的隨機噪聲模型為：測量得到待評估的橢偏儀測量系統的各階隨機噪聲系數的值后，計算得到探測信號的隨機噪聲；根據探測信號的隨機噪聲以及橢偏儀測量系統出射的偏振光向量計算函數，計算得到傅里葉系數的隨機噪聲；根據傅里葉系數的隨機噪聲計算得到各個橢偏參數的隨機噪聲。根據橢偏儀測量系統的系統特性，對各種隨機噪聲的來源和特點進行合理的分析和描述，從而評估隨機噪聲對最終測量結果的影響，只需進行一次測量即可評估單旋轉補償器型橢偏儀測量系統的隨機誤差。

技術領域

本發明涉及儀器測量技術領域，尤其涉及一種單旋轉補償器型橢偏儀隨機誤差評估方法。

背景技術

橢偏測量技術是通過檢測偏振光在經過樣品反射或透射前后偏振狀態的變化情況來研究待測樣品性質的光學測量方法。這種測量方法是一種高精度、非接觸的測量方法，被廣泛應用于過程診斷如薄膜生長和表面結構實時測量、金屬光學性質測量、金屬光學性質測量、物理吸附和化學吸附等領域。橢偏儀測量系統是一種利用橢偏儀測量技術對待待測樣品進行測量標定的光學測量儀器系統。

近年來，單旋轉補償器型橢偏儀測量系統配置得到逐步的完善和廣泛的應用。但在使用測量一起對待測量樣品進行測量時，測量結果往往會在一定程度上偏離其真實值。產生這些偏差的原因很多，包括儀器隨機噪聲、儀器系統誤差、環境隨機噪聲以及測量人為誤差因素。其中，由于儀器隨機噪聲引起的偏差，反應了儀器本身測量的穩定性能，通常被稱為儀器隨機誤差。目前現有技術中缺少合理地計算評估儀器隨機誤差的方法。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種單旋轉補償器型橢偏儀隨機誤差評估方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種單旋轉補償器型橢偏儀隨機誤差評估方法，包括：

步驟1，建立所述橢偏儀測量系統的隨機噪聲模型為：ε₀、ε₁和ε₂表示各階隨機噪聲系數，表示第h個探測信號I_h的隨機噪聲均方差；

步驟2，測量得到待評估的所述橢偏儀測量系統的所述各階隨機噪聲系數的值后，計算得到所述探測信號的隨機噪聲；

步驟3，根據所述探測信號的隨機噪聲以及所述橢偏儀測量系統出射的偏振光向量計算函數，計算得到傅里葉系數的隨機噪聲；

步驟4，根據所述傅里葉系數的隨機噪聲計算得到各個橢偏參數的隨機噪聲。

本發明的有益效果是：根據橢偏儀測量系統的系統特性，對各種隨機噪聲的來源和特點進行合理的分析和描述，，只需進行一次測量即可評估單旋轉補償器型橢偏儀測量系統的隨機誤差。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步的，所述步驟1中，ε₀為暗電流噪聲和熱噪聲系數，ε₁是散粒噪聲系數，ε₂是光源噪聲和光調制噪聲系數。

進一步的，所述步驟2中測量得到所述暗電流噪聲和熱噪聲系數ε₀的值的方法為：

將光譜儀的接收口全部遮蔽，按照正常數據采集模式，得到噪聲模型的常數項系數為所述暗電流噪聲和熱噪聲系數ε₀的值。

進一步的，所述步驟2中測量得到各階隨機噪聲系數所述暗電流噪聲和熱噪聲系數ε₀和散粒噪聲系數ε₁的值的方法為：

將光譜儀接收接口打開，保持電機靜止，按正常數據采集模式對每個積分間隔分別采集數據將采集的數據繪制成散點圖，進行回歸分析，得到噪聲參量模型的系數所述暗電流噪聲和熱噪聲系數ε₀和散粒噪聲系數ε₁的值。