[发明专利]一种薄膜厚度测量方法

权利要求书

1.一种薄膜厚度测量方法，其特征在于，包括：

选取样品薄膜的多个数据点，利用椭偏仪测量得到样品薄膜的每一个数据点对应的椭偏参数；

根据菲涅尔反射定律得到样品薄膜的厚度初值和椭偏参数之间的关系式；

根据样品薄膜的厚度初值和椭偏参数之间的关系式，计算样品薄膜的每一个数据点对应的第一厚度初值；

计算样品薄膜的每一个数据点对应的厚度周期值；

根据样品薄膜的多个数据点对应的多个第一厚度初值，确定样品薄膜的最终厚度初值：

根据每两个数据点对应的第一厚度初值和厚度周期值，计算对应的一个第二厚度初值；

基于计算出的多个第二厚度初值，采用聚类方法，确定样品薄膜的最终厚度初值。

2.根据权利要求1所述的薄膜厚度测量方法，其特征在于，所述多个数据点为多个入射光波长或多个入射角度。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜厚度测量方法，其特征在于，所述根据菲涅尔反射定律得到样品薄膜的厚度初值和椭偏参数之间的关系式为：

其中，ρ是椭偏参数，λ是入射光波长，n₁是样品薄膜的折射率，θ₁为入射光在样品薄膜中的折射角，X是中间参数，A、B、C、E、F、G均为由反射定律得到的中间变量。

4.根据权利要求1或2所述的薄膜厚度测量方法，其特征在于，所述计算样品薄膜的每一个数据点对应的厚度周期值，其计算公式为：

其中，λ是入射光波长，θ₁为入射光在样品薄膜中的折射角，n₁是样品薄膜的折射率，D为厚度周期值。

5.根据权利要求1所述的薄膜厚度测量方法，其特征在于，所述根据每两个数据点对应的第一厚度初值和厚度周期值，计算对应的一个第二厚度初值包括：

建立如下等式：

m₁D₁+d₁＝m₂D₂+d₂＝d’；

其中，m₁和m₂是正整数，d₁和d₂是对应的两个第一厚度初值，D₁和D₂分别对应各自的厚度周期值；

根据上述公式求解m₁、m₂和d’，其中，d’为第二厚度初值。

6.根据权利要求1或5所述的薄膜厚度测量方法，其特征在于，所述基于计算出的多个第二厚度初值，采用聚类方法，确定样品薄膜的最终厚度初值包括：

对求解出的多个第二厚度初值进行聚类，清除异常的第二厚度初值；

对聚类后保留下来的至少一个第二厚度初值求取平均值，将所述平均值确定为样品薄膜的最终厚度初值。

7.根据权利要求1或2所述的薄膜厚度测量方法，其特征在于，所述样品薄膜为单层或多层样品薄膜。

8.根据权利要求1或2所述的薄膜厚度测量方法，其特征在于，所述样品薄膜的椭偏参数为样品薄膜的斯托克斯参量。

9.根据权利要求1或2所述的薄膜厚度测量方法，其特征在于，所述样品薄膜的椭偏参数为样品薄膜的振幅比角Ψ和相位差角Δ。