光学薄膜测厚仪的两种方法

文章来源：http://www.filmgauge.com.cn/ 上传日期：2015年06月11日 浏览次数：

　　光谱反射仪是一种功能强大切且非接触式的薄膜测量方法，当薄膜厚度和光学常数在测量系统范围内时，系统能又快又轻松的测量。在用来测量薄膜厚度时，有几种常见的对光谱反射仪的误解。比如：

　　1. 它只能测量薄膜厚度，且需要预先知道光学常数(折射率和消光系数);

　　2. 和椭偏仪相比它的精度较低;

　　3. 只有一到两个厚度可同时测量。

　　这些误解反映了光谱反射仪这种技术没有被充分利用。其使用方法和数据分析有待进一步的深入。

　　光谱反射仪和椭偏仪都是间接的测量方法，都需要建立一个模型，通过调整物理参数(厚度和光学常数)，使得模型与测量得到的反射率曲线达到最佳拟合度，以此来反推计算薄膜厚度和光学常数。椭偏仪考虑了光的极化，采用P波和S偏振反射光之间的相位差异，然而光谱反射仪不使用相位差，非常薄的薄膜对相位差敏感度很高，但薄膜厚度增加相位差敏感度会减少。事实上，椭偏仪在下列情况下较光谱反射仪有明显优势：

　　1. 待测薄膜很薄<10纳米

　　2. 在测量非吸收薄膜时，同步测量T、n(K=0)

　　3. 直接测量n，k值(主要用于未知材料的基片)

　　但是光谱反射仪在下列情况下具有明显的优势：

　　1. 精确度要求较高的厚度测量(除很薄的薄膜外)MProbe精度<0.01纳米

　　2. 测量较厚的薄膜(>10微米)。Mprobe精度达到500微米

　　3. 更高的测量速度 Mprobe<1毫秒

　　4. 测量表面粗糙度

　　这两种技术都可以测量复杂的多层薄膜，计算其厚度和材料的n、k值。

　　通常人们都使用光谱反射仪，认为它适合简单的厚度测量：一至二层薄膜。下面是一些使用光谱反射仪证明其存在更复杂的应用能力的例子：通常，测量poly-Si多晶硅和SiN(氮化硅)是两个主要应用，导致了椭偏仪和光谱反射仪在半导体工业领域里有着广泛的应用。以传统的使用方法，显然不适合这些应用。因此，说明光谱反射仪的应用是非常有意义的。事实上如果运用得当，测量它们非常成功。

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