[發(fā)明專利]一種利用光譜橢偏儀檢測(cè)超厚金屬膜的方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210239151.7
• 申請(qǐng)日: 2022-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN114720387A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙樂;褚衛(wèi)國(guó);閆蘭琴;宋志偉;董鳳良;陳佩佩;田毅;胡海峰;徐麗華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家納米科學(xué)中心
• 主分類號(hào): G01N21/21
• 分類號(hào): G01N21/21;G01B11/06
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王治東

1.一種利用光譜橢偏儀檢測(cè)超厚金屬膜的方法，其特征在于，包括：

預(yù)先確定硅襯底、介質(zhì)膜以及金屬膜組成的第三體系，并利用光譜橢偏儀測(cè)量所述第三體系中金屬膜的橢偏參量；

根據(jù)所述第三體系中金屬膜的橢偏參量的特征峰出現(xiàn)的波長(zhǎng)位置選擇相應(yīng)的目標(biāo)波長(zhǎng)范圍；在所述目標(biāo)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，基于所述金屬膜的橢偏參量、所述介質(zhì)膜的光學(xué)常數(shù)和厚度數(shù)據(jù)，確定所述金屬膜的光學(xué)常數(shù)和厚度數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用光譜橢偏儀檢測(cè)超厚金屬膜的方法，其特征在于，所述預(yù)先確定硅襯底、介質(zhì)膜以及金屬膜組成的第三體系，具體包括：

預(yù)先構(gòu)建硅襯底組成的第一體系；

在所述第一體系上制備介質(zhì)膜，以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建所述硅襯底和所述介質(zhì)膜組成的第二體系，并利用所述光譜橢偏儀測(cè)量所述第二體系中介質(zhì)膜的橢偏參量；根據(jù)所述介質(zhì)膜的橢偏參量，確定所述介質(zhì)膜的光學(xué)常數(shù)和厚度數(shù)據(jù)；

在所述第二體系上制備金屬膜，以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建所述硅襯底、所述介質(zhì)膜以及所述金屬膜組成的第三體系；其中，所述金屬膜為厚度大于或等于100nm的金屬膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用光譜橢偏儀檢測(cè)超厚金屬膜的方法，其特征在于，在利用所述光譜橢偏儀測(cè)量所述第三體系中金屬膜的橢偏參量過程中，確定所述光譜橢偏儀的入射光的波長(zhǎng)范圍參數(shù)為1500nm～10000nm以及所述入射光的入射角參數(shù)為55°～70°。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用光譜橢偏儀檢測(cè)超厚金屬膜的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述介質(zhì)膜的橢偏參量，確定所述介質(zhì)膜的光學(xué)常數(shù)和厚度數(shù)據(jù)，具體包括：

確定所述第一體系對(duì)應(yīng)的第一橢偏擬合模型，在所述第一橢偏擬合模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建所述第二體系對(duì)應(yīng)的第二橢偏擬合模型，利用所述第二橢偏擬合模型對(duì)所述第二體系中介質(zhì)膜的橢偏參量進(jìn)行擬合，得到并記錄所述介質(zhì)膜的光學(xué)常數(shù)和厚度數(shù)據(jù)；

所述在所述目標(biāo)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，基于所述金屬膜的橢偏參量、所述介質(zhì)膜的光學(xué)常數(shù)和厚度數(shù)據(jù)，確定所述金屬膜的光學(xué)常數(shù)和厚度數(shù)據(jù)，具體包括：

確定所述第三體系對(duì)應(yīng)的第三橢偏擬合模型，在所述目標(biāo)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，利用所述第三橢偏擬合模型對(duì)所述第三體系中金屬膜的橢偏參量進(jìn)行擬合，得到所述金屬膜的光學(xué)常數(shù)和厚度數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用光譜橢偏儀檢測(cè)超厚金屬膜的方法，其特征在于，所述在所述目標(biāo)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，利用所述第三橢偏擬合模型對(duì)所述第三體系中金屬膜的橢偏參量進(jìn)行擬合，得到所述金屬膜的光學(xué)常數(shù)和厚度數(shù)據(jù)，具體包括：

預(yù)先對(duì)所述第二橢偏擬合模型中的介質(zhì)膜層進(jìn)行擬合，得到所述介質(zhì)膜層的第一厚度數(shù)據(jù)和所述介質(zhì)膜層的第一擬合結(jié)果；

確定所述介質(zhì)膜層的第一厚度數(shù)據(jù)和所述介質(zhì)膜層的第一擬合結(jié)果，并在測(cè)試波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)所述第三橢偏擬合模型中的混合層以及空氣粗糙層進(jìn)行第一次擬合，輸出所述混合層的第一厚度數(shù)據(jù)和所述混合層的第一擬合結(jié)果以及所述空氣粗糙層的第一厚度數(shù)據(jù)；

確定所述介質(zhì)膜層的第一擬合結(jié)果，基于所述混合層的第一厚度數(shù)據(jù)和所述混合層的第一擬合結(jié)果以及確定的所述介質(zhì)膜層的第一厚度數(shù)據(jù)，在所述測(cè)試波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)所述第三橢偏擬合模型中的所述混合層、所述空氣粗糙層以及所述介質(zhì)膜層的厚度數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次擬合，輸出所述混合層的第二厚度數(shù)據(jù)、所述空氣粗糙層的第二厚度數(shù)據(jù)、所述介質(zhì)膜層的第二厚度數(shù)據(jù)以及所述混合層的第二擬合結(jié)果；

根據(jù)所述混合層的第二擬合結(jié)果，在所述測(cè)試波長(zhǎng)范圍內(nèi)確定滿足預(yù)設(shè)擬合度條件所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)波長(zhǎng)范圍；基于所述混合層的第二擬合結(jié)果、所述介質(zhì)膜層的第二厚度數(shù)據(jù)、所述混合層的第二厚度數(shù)據(jù)、所述空氣粗糙層的第二厚度數(shù)據(jù)以及所述介質(zhì)膜層的所述第一擬合結(jié)果，在所述目標(biāo)波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)所述第三橢偏擬合模型中的所述混合層、所述空氣粗糙層以及所述介質(zhì)膜層進(jìn)行第三次擬合，得到所述混合層的第三厚度數(shù)據(jù)和所述混合層的第三擬合結(jié)果、所述空氣粗糙層的第三厚度數(shù)據(jù)以及所述介質(zhì)膜層的第三厚度數(shù)據(jù)和所述介質(zhì)膜層的第二擬合結(jié)果；

根據(jù)所述介質(zhì)膜層的第三厚度數(shù)據(jù)和所述介質(zhì)膜層的第二擬合結(jié)果，確定介質(zhì)膜的厚度數(shù)據(jù)和光學(xué)常數(shù)；并根據(jù)所述混合層的第三厚度數(shù)據(jù)和所述混合層的第三擬合結(jié)果、所述空氣粗糙層的第三厚度數(shù)據(jù)，獲得金屬膜的厚度數(shù)據(jù)和光學(xué)常數(shù)。