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VirtualLab Fusion應(yīng)用：氧化硅膜層的可變角橢圓偏振光譜（VASE）分析

摘要

可變角度橢圓偏振光譜儀（VASE）是一種常用的技術(shù)，由于其對光學(xué)參數(shù)的微小變化具有高靈敏度，而被用在許多使用薄膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，如半導(dǎo)體、光學(xué)涂層、數(shù)據(jù)存儲、平板制造等。在本用例中，我們演示了VirtualLab Fusion中的橢圓偏振分析器在二氧化硅（SiO2）涂層上的使用。對于系統(tǒng)的參數(shù)，我們參考Woollam等人的工作 "可變角度橢圓偏振光譜儀（VASE）概述。I. 基本理論和典型應(yīng)用"，并研究該方法對輕微變化的涂層厚度有多敏感。

任務(wù)描述

鍍膜樣品

橢圓偏振分析儀

總結(jié) - 組件...

橢圓偏振系數(shù)測量

橢圓偏振分析儀測量反射系數(shù)（s-和p-極化分量）的比率𝜌，并輸出相位差𝛥，以及振幅分量Ψ，根據(jù)

在VirtualLab Fusion中，復(fù)數(shù)系數(shù)𝑅p和𝑅s是通過應(yīng)用嚴(yán)格耦合波分析（RCWA），也被稱為傅里葉模態(tài)法（FMM）來計算。因此，在研究光柵樣品的情況下，這些系數(shù)也可以是特定衍射階數(shù)的瑞利系數(shù)。

橢圓偏振對小厚度變化的敏感性

為了評估橢偏儀對涂層厚度即使是非常小的變化的敏感性，對10納米厚的二氧化硅層和10.1納米厚的二氧化硅膜的結(jié)果進(jìn)行了比較。即使是厚度的微小變化，1埃的差異也高于普通橢圓偏振的分辨率（0.02°為𝑇，0.1°為𝛥*）。因此，即使是涂層中的亞納米變化也可以通過橢偏儀來測量。

* 數(shù)值根據(jù)Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999)

仿真結(jié)果與參考文獻(xiàn)的比較

被研究的SiO2層厚度變化為1埃時，𝛹和𝛥的差異。