스펙트럼 편향계

하나,스펙트럼 타원형계재료 범위에 적용:

반도체, 전매질, 폴리머, 유기물, 금속, 다층막 물질 등

2.스펙트럼 타원형계기술 매개 변수:

셋,스펙트럼 타원형계관련 분야:

반도체, 통신, 데이터 저장, 광학 도금, 평면 디스플레이, 과학 연구, 생물, 의약...

넷째,스펙트럼 타원형계테스트 범위:

1. 일찍이 타원형 기기의 작업 파장은 단파장 또는 소수의 독립된 파장이며, zui는 전형적으로 레이저나 아크 등 강한 스펙트럼 광을 필터링하여 발생하는 단색 광원이다.현재 대부분의 타원형 편향계는 매우 넓은 파장 범위 내에서 다파장으로 작동한다 (일반적으로 수백 개의 파장이 있고 연속에 가깝다).단파장의 타원형에 비해 다파장 스펙트럼 타원형은 다음과 같은 장점이 있다. 다층 탐지 능력을 향상시킬 수 있고, 서로 다른 파장의 광파에 대한 물질의 굴절률 등을 측정할 수 있다.

2. 스펙트럼 타원형 기기의 스펙트럼 범위는 심자색 밖의 142nm에서 적외선 33µm로 선택할 수 있다.스펙트럼 범위의 선택은 측정된 재료의 속성, 박막의 두께 및 관심있는 스펙트럼 세그먼트 등 요소에 의해 결정된다.예를 들어 혼합 농도는 재료의 적외선 광학 속성에 큰 영향을 미치기 때문에 적외선 대역을 측정할 수 있는 타원형 기기가 필요하다;박막의 두께 측정은 광에너지가 이 박막을 관통하여 기저에 도달한 후 탐측기에 검출되어야 하기 때문에 이 측정 대기 재료가 투명하거나 부분적으로 투명한 스펙트럼 구간을 선택해야 한다;두꺼운 박막의 경우 장파장을 선택하면 측정에 더욱 유리하다.

다섯,스펙트럼 타원형 기기의 작업 원리：

1. 타원형의 기본 광학 물리 구조를 제시했다.입사광의 편광 상태로 알려진 편광은 시료 표면에서 반사되어 반사광의 편광 상태 (폭과 위상) 를 측정하여 재료의 속성을 계산하거나 의합한다.

2. 입사 빔 (선 편광 광) 의 전장은 두 수직 평면에서 벡터 원으로 분해될 수 있다.P 평면은 입사광과 출사광을 포함하고 s 평면은 이 평면과 수직이다.이와 마찬가지로 반사광이나 투사광은 전형적인 타원편광이므로 계기를 타원편광기라고 한다.편광에 대한 상세한 묘사는 다른 문헌을 참고할 수 있다.물리학에서 편광 상태의 변화는 복수 ρ로 표현 될 수 있습니다.

3. 그 중에서 ψ와 각각 진폭과 위상을 묘사한다.P 평면과 s 평면의 Fresnel 반사 계수는 각각 복함수 rp와 rs로 표시됩니다.rp와 rs의 수학적 표현식은 Maxwell 방정식으로 서로 다른 재료 경계에서 전자기 복사를 밀어 얻을 수 있습니다.

4、여기서 ϕ0은 입사각이고 ϕ1은 굴절각이다.입사각은 입사 빔과 연구할 표면 법선의 협각이다.일반적으로 타원형의 입사각 범위는 45도에서 90도이다.이렇게 하면 재료 속성을 탐지할 때 *의 민감도를 제공할 수 있습니다.각 매체의 굴절률은 아래의 복함수로 표시할 수 있다

5、일반적으로 n을 굴절률이라고 하고 k를 소광계수라고 한다.이 두 계수는 입사 광선이 재료와 어떻게 상호 작용하는지 설명하는 데 사용됩니다.그것들은 광학 상수라고 불린다.실제로, 비록 이 값은 파장, 온도 등 매개 변수의 변화에 따라 변화한다.당대 시료 주변 매체가 공기나 진공일 때 N0의 값은 보통 1.000을 취한다.

6. 일반적으로 타원형은 파장과 입사각 함수로서의 ρ의 값 (항상 ψ와 또는 관련된 양으로 표시됨).한 번의 측정이 완료된 후, 얻은 데이터는 광학 상수, 막층 두께 및 기타 관심 있는 매개변수 값을 분석하는 데 사용됩니다.다음 그림에서 볼 수 있듯이 분석 프로세스에는 여러 단계가 있습니다.

7、측정된 샘플을 모델(model)로 설명할 수 있으며, 이 모델은 베이스를 포함하여 각 재료의 여러 평면을 포함합니다.측정된 스펙트럼 범위 내에서 두께와 광학 상수 (n과 k) 로 각 층을 묘사하고 미지의 매개 변수에 대해 먼저 초기 가정을 한다.zui 간단한 모델은 표면이 거칠고 산화되지 않은 균일한 큰 덩어리 고체입니다.이 경우 굴절률의 복함수는 직접 표시됩니다.그러나 실제 응용에서 대부분의 재료는 거칠거나 산화된 표면이기 때문에 상술한 함수식은 종종 응용할 수 없다.

8. 다음, 모델을 이용하여 Gen.Data를 생성하고, 모델이 확정한 매개변수로 Psi 및 Detla 데이터를 생성하며, 측정된 데이터와 비교하고, 모델의 매개변수를 계속 수정하여 생성된 데이터와 측정된 데이터를 가능한 한 *.비록 하나의 큰 기저에 박막만 있다 하더라도 리론적으로 이 모형에 대한 대수방정식묘사는 매우 복잡하다.그러므로 일반적으로 광학상수, 두께 등에 대해 상부의 방정식과 같은 수학묘사를 할수 없으며 이런 문제를 흔히 반연문제라고 한다.

9. zui의 일반적인 타원형 반사 문제를 해결하는 방법은 감쇠 분석에서 Levenberg-Marquardt 알고리즘을 적용하는 것이다.비교 방정식을 이용하여 실험에서 얻은 데이터와 모델이 생성한 데이터를 비교한다.일반적으로 정의된 균일 오차는 다음과 같습니다.

10、일부 경우 zui 작은 MSE가 비물리적 또는 비*의 결과를 생성할 수 있습니다.하지만 물리법칙에 맞는 제한이나 판단을 넣으면 좋은 결과를 얻을 수 있다.감쇠분석은 이미 타원형분석에서 성공적으로 응용되였는데 그 결과는 믿음직하고 물리법칙에 부합되며 정확하고 믿음직하다.

6. 스펙트럼 편향 기기 구조 구조:

1. 스펙트럼 타원형 측정에 서로 다른 하드웨어 구성을 사용하지만, 각 구성은 이미 알려진 편광 상태의 빔을 생성할 수 있어야 한다.측정된 샘플에 의해 반사된 빛의 편광 상태를 측정합니다.이것은 기기가 편광 상태의 변화량 ρ을 계량화할 수 있도록 요구한다.

2、일부 기기의 측정 ρ은 회전을 통해 초기 편광 상태를 결정하는 편광 필름 (기편기라고 함) 이다.두 번째 고정된 위치의 편광 필름 (편향 탐지기라고 함) 을 이용하여 출력 빔의 편광 상태를 측정한다.다른 일부 기기는 편향 탐지기와 편향 탐지기를 고정하고 중간 부분에서 편광 상태를 변조하는데, 예를 들면 음광 결정 등을 이용하여 zui는 결국 출력 빔의 편광 상태를 얻는다.이러한 서로 다른 구성의 zui 최종 결과는 파장과 입사각 회신수로 측정된 ρ입니다.

3. 적합한 타원형계를 선택할 때 스펙트럼 범위와 측정 속도도 일반적으로 고려해야 할 중요한 요소이다.선택적 스펙트럼 범위는 심자외선 142nm에서 적외선 33µm까지입니다. 스펙트럼 범위의 선택은 일반적으로 응용에 의해 결정됩니다.서로 다른 스펙트럼 범위는 재료에 대한 서로 다른 정보를 제공할 수 있으며, 적합한 기기는 반드시 측정할 스펙트럼 범위와 일치해야 한다.

4, 측정 속도는 일반적으로 선택한 분광기 (파장을 분리하는 데 사용) 에 의해 결정됩니다.단색기는 단일하고 좁은 대역의 파장을 선택하는데 사용되며 단색기내의 광학설비를 이동하여 (일반적으로 컴퓨터가 통제한다.) 단색기는 관심있는 파장을 선택할수 있다.이런 방식은 파장이 비교적 정확하지만 속도가 비교적 느리다. 왜냐하면 매번 하나의 파장만 시험할수 있기때문이다.단색기가 시료 앞에 배치되면 시료에 도달하는 입사광의 양을 현저히 줄일 수 있다는 장점이 있습니다 (감광 재료의 변화를 피할 수 있습니다).또 다른 측정 방식은 전체 스펙트럼 범위를 동시에 측정하여 복합 빔의 파장을 전개하고 탐지기 배열을 이용하여 각 다른 파장 신호를 측정하는 것이다.빠른 측정이 필요할 때는 보통 이런 방식을 사용합니다.부립엽 변환 분광계도 전체 스펙트럼을 동시에 측정할 수 있지만, 일반적으로 적외선 스펙트럼 범위에서 응용되는 하나의 탐지기만 있으면 된다.