[发明专利]穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法及系统在审
申请号: | 202011098802.2 | 申请日: | 2020-10-14 |
公开(公告)号: | CN112345460A | 公开(公告)日: | 2021-02-09 |
发明(设计)人: | 李伟奇;张传维;颜凡;陈军;郭春付;刘世元 | 申请(专利权)人: | 武汉颐光科技有限公司 |
主分类号: | G01N21/21 | 分类号: | G01N21/21;G01N21/01 |
代理公司: | 武汉蓝宝石专利代理事务所(特殊普通合伙) 42242 | 代理人: | 王振宇 |
地址: | 430000 湖北省武汉市东湖新技术开发区汤逊湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 穆勒 矩阵 椭偏仪 旋转 高产 模式 切换 方法 系统 | ||
本发明提供一种穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法及系统,首先使双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪工作在双旋转模式下,计算获得系统参数;然后关停起偏臂或检偏臂端电机,重新校准部分系统参数;最后更新系统参数,双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪成功从双旋转模式切换为高产率模式。本发明通过将双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪设定为双旋转模式获得大部分系统参数后,在不对仪器本身系统结构做任何改变的情况下,停掉起偏臂或检偏臂端低速电机,更新部分系统参数即可成功切换为高产率模式,通过让穆勒矩阵椭偏仪灵活切换为双旋转模式或高产率模式,使其根据实际工业需求满足高精度或高产率的测量要求。
技术领域
本发明涉及光学仪器测量技术领域,更具体地,涉及一种穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法及系统。
背景技术
在科学技术和日常生活中,各种薄膜的应用日益广泛,因此,针对纳米结构薄膜材料的光学参数进行准确和迅速的测量是十分有意义的。基于椭偏测量技术具有测量精度高,适用于超薄膜,与样品非接触,对样品没有破坏且不需要真空,使得椭偏仪成为一种极具吸引力的测量仪器。其基本原理是通过偏振器件将特殊的椭圆偏振光投射到待测样品表面,通过测量待测样品的反射光,以获得偏振光在反射前后的偏振态变化,进而来判断待测样品的光学参数。
需要说明的是,现有的单旋转补偿器型光谱椭偏仪获得的光强信息较少,不能通过一次测量得到标准样件的所有光学常数,双旋转补偿器型穆勒矩阵椭偏仪虽然克服了单旋转补偿器方式,但其检测效率受制于低速电机的旋转频率,虽然测量精度较高,但其测量时间相对耗时,若通过提升整体电机的转速提高检测效率,不仅生产成本会增加,而且由于电机转速更快,响应时间更短,对系统整体的控制方案精度要求更高,实现难度大。在实际工业生产中,尤其在半导体行业中,如果能提高检测效率,加快其生产进度,无论从科技或是经济发展的角度来看,其影响都是非常巨大的。为解决现有技术的上述问题,本发明实施例提出了双旋转模式与高产率模式自由切换的穆勒矩阵椭偏仪测量方法,在既不增加生产成本的前提下,通过控制起偏臂和检偏臂两端补偿器旋转与否,让穆勒矩阵椭偏仪灵活切换为双旋转模式或高产率模式,使其根据实际工业需求满足高精度或高产率的测量要求。
发明内容
本发明提供一种穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法及系统,用以解决现有技术使用双旋转补偿器型椭偏仪进行测量,虽然测量精度较高,但其检测效率受制于低速电机的旋转频率,测量时间相对耗时,检测效率低的问题。
第一方面,本发明实施例提供一种穆勒矩阵椭偏仪的双旋转与高产率模式切换方法,包括:
步骤1,使双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪工作在双旋转模式下,计算获得系统参数;
步骤2,关停起偏臂或检偏臂端电机,重新校准部分系统参数;
步骤3,更新系统参数,双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪成功从双旋转模式切换为高产率模式。
进一步,步骤1具体包括:
101,获取双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪采集的第一光强谐波信号;其中,所述第一光强谐波信号是使用穆勒矩阵椭偏仪对标准样件进行测量并采集标准样件反射的光束获得的;
102,对所述第一光强谐波信号进行傅里叶分析,计算获得第一傅里叶系数,进而计算双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪工作在双旋转模式下的系统参数。
进一步,步骤102中,对所述第一光强谐波信号进行傅里叶分析,计算获得第一傅里叶系数,具体包括:
在设定积分时间内,测量第j个采集点得到的第一光强谐波信号Sj,表示为:
双补偿器型穆勒矩阵椭偏仪的反射光强计算函数为:
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