[发明专利]测量薄膜厚度和折射率的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于光电精密测量技术领域，涉及一种测量薄膜厚度和折射率的方法及装置。

背景技术

测量薄膜厚度及折射率等参数的光学方法有多种，主要有椭圆偏振法、干涉法、棱镜耦合法、光谱法等。这些方法或技术都存在各自的优点及不足之处，测量薄膜的类型和参数测量范围有一定的限制：如棱镜耦合法(也称光波导法)尽管测量薄膜的折射率精度很高，但有一定的测量薄膜折射率的范围，一般小于棱镜的折射率，且对于200nm以下厚度的薄膜难以适用；干涉法的测量精度不高，光谱法需要至少两次测量、结果不稳定等；也有人提出采用测量多角度偏振光反射率来确定薄膜参数的方法，如Tami Kihara等的文章“Simultaneous measurement of refrative index and thickness of thin film by polarized reflectances”(Appl.Opt.1990，29，5069-5073)and“Simultaneous measurement of the refrative index and thickness of thin films by S-polarized reflectances”(Appl.Opt.1992，31，4482-4487)”所提供的方法为依次同步转动样品及探测器分别测量不同入射角偏振光的反射率，通过理论拟合求出薄膜的厚度及折射率等参数，从而该方法获取反射率的实验时间较长，入射到样品表面的光斑面积大，空间分辨率率小，难以检测表面微小结构的参数。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种测量薄膜厚度和折射率的方法。

本发明的另一目的在于提供实现所述的测量薄膜厚度和折射率的方法的装置。

本发明的再一目的在于提供所述的装置的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种测量薄膜厚度和折射率的方法，包括以下步骤：采用至少三束光束同时以不同入射角投射到薄膜样品表面同一点或位置，反射光束的强度由阵列光电探测器接收，再与入射光束光强比较，计算出各光束的反射率，最后与理论公式拟合得到待测薄膜的光学参数；

所述的光学参数包括厚度、折射率和消光系数等；

所述的阵列光电探测器为光电探测器线性排列得到；