[发明专利]一种基于全内反射偏振位相差测量来监控薄膜生长的方法

摘要

本发明公开了一种基于全内反射偏振位相差测量来监控薄膜生长的方法，属于薄膜生长光学监控技术领域。本发明以入射光的偏振位相差变化为测量目标，反映了薄膜生长过程中光学特性的变化，建立光信号与膜层厚度的对应关系，完成薄膜生长的监控。根据膜系设计参数进行理论计算，并作出预期的全内反射偏振位相差随薄膜生长的变化曲线，通过实际光学监控信号值来判断薄膜生长厚度，完成膜层生长后，通过光谱扫描获取偏振位相差在光谱范围内的分布，拟合获得精确的实际膜层折射率和厚度,从而修正膜系设计参数，并进行不同膜层间的厚度补偿。本发明具有膜层折射率及厚度监控灵敏、测量速度快的优点。

主权项

一种基于全内反射偏振位相差测量来监控薄膜生长的方法，其特征在于包括以下步骤：1).根据膜层设计参数进行薄膜特征矩阵的理论计算，获取入射光以大于全内反射角θc的入射角度θ0在透明基底内部的薄膜生长面发生全内反射后的偏振位相差Δ随着膜层生长厚度的变化曲线；2).采集监控单色光的总光强，实施薄膜生长，即时采集监控单色光在特定起偏器角度和检偏器角度的光强信号，计算出对应的偏振位相差Δ，绘制偏振位相差Δ或其等同信号随薄膜生长的实际变化曲线；3).如监控过程中出现的偏振位相差Δ极值，则计算以获取膜层的实际折射率，修正膜层折射率及厚度；4).持续进行薄膜生长，直到偏振位相差信号到达预期值，完成当前膜层生长；5).扫描光谱强度，获取光谱范围内的偏振位相差分布，采用薄膜分析软件拟合获取当前膜层的实际折射率及厚度，修正下一膜层的厚度设计，并进行下一膜层的生长，重复步骤1）至步骤4），直到完成所有膜层生长监控。