[发明专利]梯度或渐变折射率薄膜的光学常数测量装置及方法

权利要求书

1.一种梯度或渐变折射率薄膜的光学常数测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、薄膜样品初始几何厚度标定：采用轮廓仪对薄膜的几何厚度进行测量，获得其初始厚度信息，根据样品的测试要求，确定每次减薄的厚度步长；

步骤2、将待测样品（6）装夹在样品台（5）的下表面上，其镀膜面正对离子源（7），对真空室（4）进行抽真空，使其达到离子源（7）的工作真空度；

步骤3、采用椭偏参数检测系统测量薄膜样品的初始椭偏信息，即椭偏参数Ψ_n和Δ_n；

步骤4、打开离子源（7），用氩离子束对薄膜进行刻蚀减薄一个步长的厚度，采用石英晶振膜厚仪（8）检测减薄的膜厚，刻蚀掉的膜层厚度记为d_n，对应第L_n层；

采用椭偏参数检测系统测量减薄后薄膜样品的椭偏参数Ψ_n-1和Δ_n-1；

步骤5、再次打开离子源（7），使用氩离子束对薄膜进行刻蚀减薄，同时采用石英晶振膜厚仪（8）检测减薄的膜厚，刻蚀掉的膜层厚度记为d_n-1，对应第L_n-1层；

采用椭偏参数检测系统再次测量减薄后薄膜样品的椭偏信息Ψ_n-2和Δ_n-2；

步骤6、反复进行步骤5，直到薄膜厚度减薄到厚度步长以下，对应第L₁层的膜厚记为d₁，采用椭偏参数检测系统测量样品的椭偏信息Ψ₁和Δ₁；

步骤7、数据处理与分析：根据Ψ₁，Δ₁和d₁的数值，计算L₁层薄膜的折射率n₁和消光系数k₁；

步骤8、依次计算L₂、L₃直到L_n层的折射率和消光系数，从而获得薄膜样品沿厚度方向的光学常数分布，实现梯度折射率薄膜光学常数的测量；

上述测量方法所使用的梯度或渐变折射率薄膜的光学常数测量装置，包括真空系统、椭偏参数检测系统、膜厚监控系统和离子源（7），所述真空系统包括真空室（4）和样品台（5）；所述膜厚监控系统包括石英晶振膜厚仪（8）；

所述样品台（5）安装在真空室（4）的顶部，离子源（7）安装在真空室（4）底部，两者相对而放，离子源（7）的离子束输出口正对样品台设置；

所述椭偏参数检测系统的光源波长为300-900 nm；测试光入射角度为65°；

所述离子源（7）的离子能量在0-3000 eV之间。