一种非理想椭偏系统的校准方法技术方案

本发明专利技术提供一种非理想椭偏系统的校准方法，在通过标准样件的实测归一化光强信息和理论归一化光强信息，拟合迭代出测量系统的系统参数的过程中，同时考虑了波片倾斜以及电机转轴与光路不平行的问题，在拟合迭代系统参数时，系统参数不仅包括波片的相关参数，也包括电机转轴的相关参数，当波片存在倾斜并且电机转轴与光路不平行时，依旧可以进行高精度逐波长校准，准确测量出待测样件的参数

【技术实现步骤摘要】
一种非理想椭偏系统的校准方法


[0001]本专利技术涉及光谱测量领域，更具体地，涉及一种非理想椭偏系统的校准方法
。

技术介绍

[0002]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
。
[0003]椭偏仪的基本配置可参见图1，主要包括光源1，起偏片2，第一旋转电机3，起偏复合波片4，待测样品5，检偏复合波片6，第二旋转电机7，检偏复合波片8以及光谱仪
9。
[0004]椭偏仪的系统校准与测量的基本原理过程为：
[0005]1、
自然光通过偏振片以及
(
旋转
)
波片后得到偏振光；
[0006]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；
[0007]3、
新的偏振光经过检偏臂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种非理想椭偏系统的校准方法，其特征在于，包括：获取标准样件在测量系统的实测光强信息并进行归一化，得到标准样件的实测归一化光强信息；根据标准样件的实测归一化光强信息和理论归一化光强信息，拟合迭代出测量系统的系统参数，所述系统参数包括检偏复合波片的中心波长
、
检偏复合波片的光轴夹角
、
检偏复合波片的方位角
、
检偏复合波片的倾斜角
、
检偏电机转轴的倾斜角
、
检偏电机转轴的初始相位
、
起偏复合波片的中心波长
、
起偏复合波片的光轴夹角
、
起偏复合波片的方位角
、
起偏复合波片的倾斜角
、
起偏电机转轴的倾斜角
、
起偏电机转轴的初始相位
、
检偏片的方位角以及起偏片的方位角；获取待测样件的实测光强信息并进行归一化，得到待测样件的实测归一化光强信息；根据拟合迭代出的所述测量系统的系统参数，基于待测样件的实测归一化光强信息和理论归一化光强信息，拟合迭代出待测样件参数
。2.
根据权利要求1所述的非理想椭偏系统的校准方法，其特征在于，所述获取标准样件在测量系统的实测光强信息并进行归一化，得到标准样件的实测归一化光强信息，包括：获取标准样件设定时间段内多个不同时刻
t1、t2、t3、...、t
n
在测量系统中的实测光强信息，得到标准样件在设定时间段内的实测光强信息序列；对标准样件在设定时间段内的实测光强信息序列进行归一化，得到标准样件的实测归一化光强信息
。3.
根据权利要求2所述的非理想椭偏系统的校准方法，其特征在于，所述根据标准样件的实测归一化光强信息和理论归一化光强信息，拟合迭代出测量系统的系统参数，包括：当波片存在倾斜以及电机转轴存在倾斜时，构建测量系统的波片模型：其中
λ
i
为复合波片模型的第
i
个波片的中心波长，为复合波片模型的中第
i+1
个波片与第一个波片的光轴夹角，
M
t
为复合波片的等效穆勒矩阵，
θ
wp
为波片倾斜角，
θ
e
为电机转轴倾斜角，
ω
t+C0为复合波片快轴方位角，
λ
为波长，
φ
为电机转轴的初始相位；基于构建的测量系统的波片模型，构建测量系统的系统模型：其中
M
S
为样件穆勒矩阵，
M
P
、M
A
为起偏臂以及检偏臂的偏振片穆勒矩阵，
ω1、
ω2为第一旋转电机与第二旋转电机的转速，
M
wp01
以及
M
wp02
为起偏复合波片和检偏复合波片的穆勒矩阵，
R(A)

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚鼎，陶泽，李江辉，王瑞，高威，夏小荣，
申请(专利权)人：武汉颐光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：