测量薄膜光学常数的方法、系统、计算设备和存储介质技术方案

本公开涉及一种用于测量薄膜光学常数的方法、系统、计算设备和存储介质，该方法包括：获取关于待测对象的第一光谱数据，第一光谱数据至少指示待测对象在入射光的多个波长下、对应于多个测量角度的反射率；基于第一光谱数据，提取预定波长下的第一光谱数据，预定波长下的第一光谱数据指示待测对象在预定波长下、对应于多个测量角度的反射率；确定预定波长下的第一光谱数据中的最大反射率和最小反射率、第一测量角度和第二测量角度；以及基于最大反射率、最小反射率、第一测量角度和第二测量角度，确定待测薄膜在预定波长下的折射率。本公开能够实现无需提前假设薄膜光学常数满足的模型，以及准确测量薄膜的光学常数。

【技术实现步骤摘要】
测量薄膜光学常数的方法、系统、计算设备和存储介质
本公开的各实施例涉及量测领域，更具体地涉及用于测量薄膜的光学常数的方法、系统、计算设备和计算机可读存储介质。
技术介绍
传统的用于测量薄膜光学常数的方案中，通常采用光谱法或椭偏仪的方法进行薄膜光学常数的测量。例如，通过对所获得的光谱数据以及两个椭偏参数的拟合得到薄膜的光学常数。上述传统的用于测量薄膜光学常数方案需要预先假设薄膜的光学常数所满足的既定模型，例如：柯西模型、洛伦兹模型等。然而，在实际测量过程中，真实的待测薄膜通常与所假设的既定模型存在一定的差异，因此使得关于薄膜的光学常数的测量结果与实际值相差较大。综上，传统的用于测量薄膜光学常数的方案存在的不足之处在于：需要提前假设薄膜光学常数所满足的模型，并且在待测薄膜与所假设的模型存在差异时会导致薄膜的光学常数测量结果与实际值偏差较大。
技术实现思路
本公开提出了一种用于测量薄膜的光学常数的方法、系统、计算设备和非暂态机器可读存储介质，能够实现无需提前假设薄膜光学常数满足的模型，并且能够准确测量薄膜的光学常数。根据本公开的第一方面，其提供了一种用于测量薄膜的光学常数的方法。该方法包括：获取关于待测对象的第一光谱数据，第一光谱数据至少指示待测对象在入射光的多个波长下、对应于多个测量角度的反射率，待测对象包括配置在衬底的表面的待测薄膜；基于第一光谱数据，提取预定波长下的第一光谱数据，预定波长下的第一光谱数据指示待测对象在预定波长下、对应于多个测量角度的反射率，预定波长为多个波长的至少部分数量波长中的每一个波长；确定预定波长下的第一光谱数据中的最大反射率和最小反射率、最大反射率所对应的第一测量角度和最小反射率所对应的第二测量角度；以及基于最大反射率、最小反射率、第一测量角度和第二测量角度，确定待测薄膜在预定波长下的折射率。根据本公开的第二方面，其提供了一种用于测量薄膜的光学常数的方法。该方法包括：获取关于待测对象的第二光谱数据，第二光谱数据至少指示待测对象在入射光的多个波长下、对应于多个测量角度的透射率，待测对象包括配置在衬底的表面的待测薄膜，衬底为透明衬底或半透明衬底；基于第二光谱数据，提取预定波长下的第二光谱数据，预定波长下的第二光谱数据指示待测对象在预定波长下、对应于多个测量角度的透射率，预定波长为多个波长的至少部分数量波长中的每一个波长；确定预定波长下的第二光谱数据中的最大透射率和最小透射率，以及最大透射率所对应的第三测量角度和最小透射率所对应的第四测量角度；以及基于最大透射率、最小透射率、第三测量角度的和第四测量角度，确定待测薄膜在预定波长下的折射率。根据本专利技术的第三方面，还提供了一种计算设备，该设备包括：至少一个处理单元；至少一个存储器，至少一个存储器被耦合到至少一个处理单元并且存储用于由至少一个处理单元执行的指令，指令当由至少一个处理单元执行时，使得计算设备执行本公开的第一方面或者第二方面中的方法。根据本专利技术的第四方面，还提供了一种非暂态机器可读存储介质，其上存储有机器可读程序指令，机器可读程序指令被配置为使得机器执行根据本公开的第一方面或者第二方面中的方法。根据本公开的第五方面，还提供了一种用于测量薄膜光学常数的系统，包括：角分辨光谱仪，被配置成基于多个波长的入射光对待测对象进行测量，以便生成第一光谱数据和第二光谱数据中的至少一个，第一光谱数据至少指示待测对象在入射光的多个波长下、对应于多个测量角度的反射率，第二光谱数据至少指示待测对象的在入射光的多个波长下、对应于多个测量角度的透射率，待测对象包括配置在衬底的表面的待测薄膜；以及计算设备，其被配置为可操作地以执行根据本公开的第一方面或者第二方面中的方法。在一些实施例中，基于最大反射率、最小反射率、第一测量角度和第二测量角度确定待测薄膜在预定波长下的折射率包括：基于最大反射率和第一测量角度，计算衬底在预定波长下的折射率；以及基于衬底在预定波长下的折射率、最小反射率以及第二测量角度，计算待测薄膜在预定波长下的折射率。在一些实施例中，用于测量薄膜的光学常数的方法还包括：基于衬底在每一个波长下的折射率，生成衬底的折射率随波长变化的曲线；以及基于待测薄膜在每一个波长下的折射率，生成待测薄膜的折射率随波长变化的曲线。在一些实施例中，确定预定波长下的第一光谱数据中的最大反射率和最小反射率、以及最大反射率所对应第一测量角度和最小反射率所对应第二测量角度包括：比较预定波长下的第一光谱数据中对应于多个测量角度的反射率，以便确定预定波长下的第一光谱数据中的最大反射率和最小反射率；以及基于预定波长下的第一光谱数据，获取最大反射率所对应第一测量角度和最小反射率所对应第二测量角度。在一些实施例中，获取关于待测对象的第一光谱数据包括：经由角分辨光谱仪，获取第一光谱数据，待测薄膜的折射率小于衬底的折射率。在一些实施例中，用于测量薄膜的光学常数的方法还包括：获取关于待测对象的第二光谱数据，第二光谱数据至少指示待测对象在入射光的多个波长下、对应于多个测量角度的透射率，以便基于第二光谱数据分别确定待测薄膜和衬底在预定波长下的折射率，衬底为透明衬底或半透明衬底；经由以下任一项，确定待测薄膜在预定波长下的折射率测量结果：响应于确定基于第一光谱数据而确定的、待测薄膜在预定波长下的折射率与基于第二光谱数据而确定的、待测薄膜在预定波长下的折射率之间的差值小于或者等于预定折射率阈值，将基于第一光谱数据而确定的待测薄膜在预定波长下的折射率或者基于第二光谱数据而确定的待测薄膜在预定波长下的折射率确定为折射率测量结果；或者计算基于第一光谱数据而确定的待测薄膜在预定波长下的折射率和基于第二光谱数据而确定的待测薄膜在预定波长下的折射率之间的平均值，将平均值确定为折射率测量结果在一些实施例中，入射光为S偏振光或者P偏振光，待测薄膜为一层或者多层待测薄膜。在一些实施例中，基于最大透射率、最小透射率、第三测量角度的和第四测量角度确定待测薄膜在预定波长下的折射率包括：基于最大透射率和第三测量角度，计算衬底在预定波长下的折射率；以及基于衬底在预定波长下的折射率、最小折射率以及第四测量角度，计算待测薄膜在预定波长下的折射率。还应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开实施例的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。附图说明结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：图1示出了根据传统测量薄膜的光学常数的方法的测量结果与实际值的对比示意图。图2示出了根据本公开的实施例的可以用于测量薄膜的光学常数的方法的示例系统的示意图。图3示出了根据本公开的实施例的用于测量薄膜的光学常数的方法的流程图。图4示出了根据本公开的一些实施例的所提取的预定波长下的第一光谱数据的示意图。图5示出了根据本公开的实施例的用于确定最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量薄膜光学常数的方法，包括：/n获取关于待测对象的第一光谱数据，所述第一光谱数据至少指示所述待测对象在入射光的多个波长下、对应于多个测量角度的反射率，所述待测对象包括配置在衬底的表面的待测薄膜；/n基于所述第一光谱数据，提取预定波长下的第一光谱数据，所述预定波长下的第一光谱数据指示所述待测对象在所述预定波长下、对应于所述多个测量角度的反射率，所述预定波长为所述多个波长的至少部分数量波长中的每一个波长；/n确定所述预定波长下的第一光谱数据中的最大反射率和最小反射率、所述最大反射率所对应的第一测量角度和所述最小反射率所对应的第二测量角度；以及/n基于所述最大反射率、所述最小反射率、所述第一测量角度和所述第二测量角度，确定所述待测薄膜在预定波长下的折射率。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测量薄膜光学常数的方法，包括：
获取关于待测对象的第一光谱数据，所述第一光谱数据至少指示所述待测对象在入射光的多个波长下、对应于多个测量角度的反射率，所述待测对象包括配置在衬底的表面的待测薄膜；
基于所述第一光谱数据，提取预定波长下的第一光谱数据，所述预定波长下的第一光谱数据指示所述待测对象在所述预定波长下、对应于所述多个测量角度的反射率，所述预定波长为所述多个波长的至少部分数量波长中的每一个波长；
确定所述预定波长下的第一光谱数据中的最大反射率和最小反射率、所述最大反射率所对应的第一测量角度和所述最小反射率所对应的第二测量角度；以及
基于所述最大反射率、所述最小反射率、所述第一测量角度和所述第二测量角度，确定所述待测薄膜在预定波长下的折射率。


2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述最大反射率、所述最小反射率、所述第一测量角度和所述第二测量角度确定所述待测薄膜在预定波长下的折射率包括：
基于所述最大反射率和所述第一测量角度，计算所述衬底在预定波长下的折射率；以及
基于所述衬底在预定波长下的折射率、所述最小反射率以及所述第二测量角度，计算所述待测薄膜在预定波长下的折射率。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述衬底在所述每一个波长下的折射率，生成所述衬底的折射率随波长变化的曲线；以及
基于所述待测薄膜在所述每一个波长下的折射率，生成所述待测薄膜的折射率随波长变化的曲线。


4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述预定波长下的第一光谱数据中的最大反射率和最小反射率、以及所述最大反射率所对应第一测量角度和所述最小反射率所对应第二测量角度包括：
比较所述预定波长下的第一光谱数据中对应于多个测量角度的反射率，以便确定所述预定波长下的第一光谱数据中的最大反射率和最小反射率；以及
基于所述预定波长下的第一光谱数据，获取所述最大反射率所对应第一测量角度和所述最小反射率所对应第二测量角度。


5.根据权利要求1所述的方法，其中获取关于待测对象的第一光谱数据包括：
经由角分辨光谱仪，获取所述第一光谱数据，所述待测薄膜的折射率小于所述衬底的折射率。


6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
获取关于所述待测对象的第二光谱数据，所述第二光谱数据至少指示所述待测对象在入射光的多个波长下、对应于多个测量角度的透射率，以便基于第二光谱数据分别确定所述待测薄膜和所述衬底在预定波长下的折射率，所述衬底为透明衬底或半透明衬底；
经由以下任一项，确定所述待测薄膜在预定波长下的折射率测量结果：
响应于确定基于所述第一光谱数据而确定的、所述待测薄膜在预定波长下的折射率与基于所述第二光谱数据而确定的、所述待测薄膜在预定波长下的折射率之间的差值小于或者等于预定折射率阈值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范灵杰，陈昂，石磊，李同宇，殷海玮，
申请(专利权)人：上海复享光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31