[發明專利]一種薄膜厚度測量方法

有效

• 申請號: 202110026520.X
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112880574B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 馬駿;李江輝;石雅婷;張傳維;李偉奇;郭春付
• 申請（專利權）人: 上海精測半導體技術有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 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: 劉璐

1.一種薄膜厚度測量方法，其特征在于，包括：

選取樣品薄膜的多個數據點，利用橢偏儀測量得到樣品薄膜的每一個數據點對應的橢偏參數；

根據菲涅爾反射定律得到樣品薄膜的厚度初值和橢偏參數之間的關系式；

根據樣品薄膜的厚度初值和橢偏參數之間的關系式，計算樣品薄膜的每一個數據點對應的第一厚度初值；

計算樣品薄膜的每一個數據點對應的厚度周期值；

根據樣品薄膜的多個數據點對應的多個第一厚度初值，確定樣品薄膜的最終厚度初值：

根據每兩個數據點對應的第一厚度初值和厚度周期值，計算對應的一個第二厚度初值；

基于計算出的多個第二厚度初值，采用聚類方法，確定樣品薄膜的最終厚度初值。

2.根據權利要求1所述的薄膜厚度測量方法，其特征在于，所述多個數據點為多個入射光波長或多個入射角度。

3.根據權利要求1或2所述的薄膜厚度測量方法，其特征在于，所述根據菲涅爾反射定律得到樣品薄膜的厚度初值和橢偏參數之間的關系式為：

其中，ρ是橢偏參數，λ是入射光波長，n₁是樣品薄膜的折射率，θ₁為入射光在樣品薄膜中的折射角，X是中間參數，A、B、C、E、F、G均為由反射定律得到的中間變量。

4.根據權利要求1或2所述的薄膜厚度測量方法，其特征在于，所述計算樣品薄膜的每一個數據點對應的厚度周期值，其計算公式為：

其中，λ是入射光波長，θ₁為入射光在樣品薄膜中的折射角，n₁是樣品薄膜的折射率，D為厚度周期值。

5.根據權利要求1所述的薄膜厚度測量方法，其特征在于，所述根據每兩個數據點對應的第一厚度初值和厚度周期值，計算對應的一個第二厚度初值包括：

建立如下等式：

m₁D₁+d₁＝m₂D₂+d₂＝d’；

其中，m₁和m₂是正整數，d₁和d₂是對應的兩個第一厚度初值，D₁和D₂分別對應各自的厚度周期值；

根據上述公式求解m₁、m₂和d’，其中，d’為第二厚度初值。

6.根據權利要求1或5所述的薄膜厚度測量方法，其特征在于，所述基于計算出的多個第二厚度初值，采用聚類方法，確定樣品薄膜的最終厚度初值包括：

對求解出的多個第二厚度初值進行聚類，清除異常的第二厚度初值；

對聚類后保留下來的至少一個第二厚度初值求取平均值，將所述平均值確定為樣品薄膜的最終厚度初值。

7.根據權利要求1或2所述的薄膜厚度測量方法，其特征在于，所述樣品薄膜為單層或多層樣品薄膜。

8.根據權利要求1或2所述的薄膜厚度測量方法，其特征在于，所述樣品薄膜的橢偏參數為樣品薄膜的斯托克斯參量。

9.根據權利要求1或2所述的薄膜厚度測量方法，其特征在于，所述樣品薄膜的橢偏參數為樣品薄膜的振幅比角Ψ和相位差角Δ。