一种基于测量设备的波长校准与测量方法与流程

本发明涉及测量设备的校准领域，更具体地，涉及一种基于测量设备的波长校准与测量方法。

背景技术：

1、在半导体行业中，对光学关键尺度(ocd)的测量以及精细结构膜厚的测量，直接关系到生产样品的精度以及良率。椭偏仪因其非接触、无破坏、快速、高精度等优点，被广泛应用于半导体工艺监测。

2、如图1所示，椭偏仪等测量设备的基本配置包括光源1，起偏器2，第一旋转电机3，第一补偿器4，待测样件5，第二补偿器6，第二旋转电机7，检偏器8以及光谱仪9。

3、椭偏仪的系统校准与测量的基本原理过程为：

4、1、自然光通过偏振片以及(旋转)波片后得到偏振光；

5、2、偏振光经过标准样品材料的反射或者透射得到的新的偏振光；

6、3、新的偏振光经过检偏臂的(旋转)波片、检偏片后得到变化的光强信息；

7、4、对测量光强变化信息进行处理，得到系统参数。

8、5、测量待测样件的光强信息，对测量光强进行傅里叶处理得到傅里叶系数。

9、6、利用系统参数与待测样件的傅里叶系数计算得到样件的穆勒矩阵。

10、7、利用计算的样件穆勒矩阵与仿真的穆勒矩阵迭代得到样件的膜厚以及复折射率等信息。

11、在实际校准过程中，需要用到样件的穆勒矩阵，但样件的穆勒矩阵与样件的厚度以及入射角相关。当不知道准确入射角或者样件厚度时，需要去确定其参数，又因为样件厚度以及方位角不应随波长改变，因此对各个波长下的值需要进一步处理得到全局参数值。因此需要提供一种确定整个系统的入射角以及样件厚度的方法。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于测量设备的波长校准与测量方法，包括：

2、基于测量设备获取待测样件的全波段光强信息，并将每一个波长对应的光强信息进行傅里叶变换，得到每一个波长对应的实测傅里叶系数；

3、根据每一个波长的实测傅里叶系数和待测样件的每一个波长的理论傅里叶系数，拟合迭代出各个波长对应的第一系统参数、样件厚度和入射角；

4、根据拟合迭代出的每一个波长的样件厚度和入射角，通过特定函数拟合迭代出全局样件厚度和全局入射角；

5、固定所述全局样件厚度和全局入射角，根据每一个波长的实测傅里叶系数和待测样件的每一个波长的理论傅里叶系数，拟合迭代出各个波长对应的第二系统参数；

6、根据待测样件的每一个波长对应的实测傅里叶系数和各个波长对应的第二系统参数，计算待测样件的每一个波长的穆勒矩阵，得到待测样件的全波段光谱穆勒矩阵。

7、本发明提供的一种基于测量设备的波长校准与测量方法，通过迭代拟合的方式得到全局样件厚度和全局入射角等不随波长改变的参数，再对其它的参数进行校准，相比现有的根据经验确定全局样件厚度和全局入射角，更为准确，那么根据全局样件厚度和全局入射角计算出的光谱穆勒矩阵更加准确。

技术特征：

1.一种基于测量设备的波长校准与测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于测量设备的波长校准与测量方法，其特征在于，所述根据每一个波长的实测傅里叶系数和待测样件的每一个波长的理论傅里叶系数，拟合迭代出各个波长对应的第一系统参数、样件厚度和入射角，包括：

3.根据权利要求1所述的基于测量设备的波长校准与测量方法，其特征在于，所述根据拟合迭代出的每一个波长的样件厚度和入射角，通过特定函数拟合迭代出全局样件厚度和全局入射角，包括：

4.根据权利要求1所述的基于测量设备的波长校准与测量方法，其特征在于，所述根据拟合迭代出的每一个波长的样件厚度和入射角，通过特定函数拟合迭代出全局样件厚度和全局入射角，包括：

5.根据权利要求3所述的基于测量设备的波长校准与测量方法，其特征在于，所述将获取的各个波长对应的样件厚度划分为多个区间，并计算出每个区间的样件厚度的概率密度，包括：

6.根据权利要求5所述的基于测量设备的波长校准与测量方法，其特征在于，所述高斯模型的表达式为：

7.根据权利要求1所述的基于测量设备的波长校准与测量方法，其特征在于，所述固定所述全局样件厚度和全局入射角，根据每一个波长的实测傅里叶系数和待测样件的每一个波长的理论傅里叶系数，拟合迭代出各个波长对应的第二系统参数，包括：

8.根据权利要求1所述的基于测量设备的波长校准与测量方法，其特征在于，根据待测样件的每一个波长对应的实测傅里叶系数和各个波长对应的第二系统参数，根据下式(5)计算待测样件的每一个波长的穆勒矩阵，得到待测样件的全波段光谱穆勒矩阵，包括：

技术总结
本发明提供一种基于测量设备的波长校准与测量方法，包括：获取待测样件的全波段光强信息，处理获得每一个波长对应的实测傅里叶系数；根据每一个波长的实测傅里叶系数和理论傅里叶系数，拟合迭代出各个波长对应的第一系统参数、样件厚度和入射角；通过特定函数拟合迭代出全局样件厚度和全局入射角；固定全局样件厚度和全局入射角，再次拟合迭代出各个波长对应的第二系统参数；根据每一个波长对应的实测傅里叶系数和第二系统参数，计算待测样件的全波段光谱穆勒矩阵。本发明通过迭代拟合的方式得到全局样件厚度和全局入射角等不随波长改变的参数，再对其它的参数进行校准，相比现有的根据经验确定全局样件厚度和全局入射角，更为准确。

技术研发人员：刘亚鼎,陶泽,何勇,薛小汝,徐威旺,王瑞,余华,项雅波
受保护的技术使用者：武汉颐光科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24