本文關(guān)鍵詞：深紫外寬光譜成像橢偏儀的研制

  更多相關(guān)文章： 成像橢偏 薄膜 校準(zhǔn) 橢偏測量 超分辨率

【摘要】：成像橢偏測量是具有高橫向分辨率的橢偏測量技術(shù)。它能實(shí)現(xiàn)同時(shí)對樣品表面光學(xué)成像的每個(gè)像元進(jìn)行橢偏測量,進(jìn)而獲得材料物理參數(shù)(例如,膜厚、折射率、消光系數(shù)、表面微粗糙度、合成材料中的組分比例等)及其空間分布,是一種測量速度快,且無損傷測量技術(shù)。正是這種測量的快速精確性,使得成像橢偏儀在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用,尤其是在薄膜測量中扮演著舉足輕重的作用。有別于傳統(tǒng)的透射式光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì),本論文采用全反射式光學(xué)聚焦結(jié)構(gòu),通過獨(dú)特的偏振控制技術(shù),來實(shí)現(xiàn)寬光譜、無色差成像橢偏儀的測量研究。特別地,光路設(shè)計(jì)采用兩對離軸拋面鏡和平面反射鏡的特定組合有效消除了全反射式聚焦結(jié)構(gòu)帶來的偏振態(tài)的變化。為了簡化常用校準(zhǔn)法的復(fù)雜過程,本論文采用了一種利用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品來實(shí)現(xiàn)成像橢偏儀校準(zhǔn)的方法。簡單來說,該校準(zhǔn)方法是通過測量多個(gè)已知薄膜厚度和光學(xué)特性的標(biāo)準(zhǔn)樣品隨補(bǔ)償器角度變化的波長光強(qiáng)分布圖像,借助區(qū)域平均、傅里葉分析和最小二乘擬合得到整個(gè)成像橢偏系統(tǒng)的校準(zhǔn)參數(shù),包括起偏器／檢偏器方位角、波片相位延遲、補(bǔ)償器初始方位角等。在系統(tǒng)校準(zhǔn)之后,本論文利用校準(zhǔn)之后的系統(tǒng)參數(shù)對待測樣品進(jìn)行了成像橢偏分析,確定出樣品的橢偏角Ψ和△,并給出相應(yīng)的薄膜厚度分布。通過對2-300nm的SiO2/Si薄膜樣品在200-1000nm內(nèi)多波長下的成像橢偏測量,驗(yàn)證了自制成像橢偏儀測量的準(zhǔn)確性,Si02薄膜厚度的最大測量相對誤差小于6%。最后,本論文提出了一種可以有效提高成像分辨率的技術(shù)—超分辨率技術(shù),它能將多幅含有不同細(xì)節(jié)的低分辨率圖像,融合重建出高分辨率的圖像。本論文通過實(shí)驗(yàn)對比,說明了超分辨率技術(shù)在成像橢偏儀中的實(shí)用和高效性,并對該技術(shù)在成像橢偏儀中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：成像橢偏 薄膜 校準(zhǔn) 橢偏測量 超分辨率
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH744
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第1章 緒論16-22
• 1.1 概述16-19
• 1.1.1 研究背景與意義16-18
• 1.1.2 成像橢圓偏振術(shù)18-19
• 1.2 成像橢偏技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展19-21
• 1.2.1 橢偏技術(shù)的發(fā)展歷史19-20
• 1.2.2 成像橢偏技術(shù)的現(xiàn)狀20-21
• 1.3 本論文主要工作21-22
• 第2章 成像橢偏裝置的理論22-36
• 2.1 測量的基本理論22-28
• 2.1.1 橢圓偏振22-23
• 2.1.2 菲涅耳方程23-24
• 2.1.3 薄膜中的光學(xué)反射模型24-27
• 2.1.4 橢偏測量術(shù)27-28
• 2.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論28-34
• 2.2.1 史托克斯參數(shù)與瓊斯矢量28-29
• 2.2.2 瓊斯矩陣和穆勒矩陣29-31
• 2.2.3 偏振光學(xué)系統(tǒng)31-32
• 2.2.4 儀器設(shè)計(jì)思想32-34
• 2.3 本章小結(jié)34-36
• 第3章 成像橢偏儀實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置36-46
• 3.1 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)36-41
• 3.1.1 光源37
• 3.1.2 濾光片37-38
• 3.1.3 偏振器件38-39
• 3.1.4 離軸拋物面鏡39
• 3.1.5 CCD探測器39-41
• 3.2 系統(tǒng)的性能指標(biāo)41-45
• 3.2.1 系統(tǒng)的橫向分辨率41-43
• 3.2.2 系統(tǒng)的畸變43-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第4章 多樣品校準(zhǔn)方法46-51
• 4.1 傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法簡介46
• 4.2 成像橢偏的多樣品校準(zhǔn)方法46-49
• 4.2.1 多樣品校準(zhǔn)法原理46-48
• 4.2.2 多樣品校準(zhǔn)法分析步驟48-49
• 4.2.3 多樣品校準(zhǔn)法的評價(jià)函數(shù)49
• 4.3 本章小結(jié)49-51
• 第5章 成像橢偏系統(tǒng)的校準(zhǔn)與測量51-66
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方法51-53
• 5.2 成像橢偏系統(tǒng)的校準(zhǔn)53-56
• 5.3 成像橢偏儀樣品的測量56-61
• 5.4 探測光束光強(qiáng)分布的影響61-62
• 5.5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)62-64
• 5.5.1 樣品的定位聚焦63-64
• 5.5.2 圖像的采集設(shè)置/圖像分析區(qū)域的選擇64
• 5.5.3 數(shù)據(jù)的處理和分析64
• 5.6 本章小結(jié)64-66
• 第6章 超分辨率技術(shù)在成像橢偏系統(tǒng)中的研究66-73
• 6.1 超分率的概念66-67
• 6.2 超分辨率技術(shù)的分類67-69
• 6.2.1 基于插值的方法67
• 6.2.2 基于重建的方法67-68
• 6.2.3 基于學(xué)習(xí)的方法68
• 6.2.4 重建圖像的質(zhì)量評價(jià)68-69
• 6.3 超分辨率重構(gòu)算法的實(shí)現(xiàn)69-71
• 6.3.1 多幀圖像超分辨重建算法69-70
• 6.3.2 基于重構(gòu)的超分辨算法的測試應(yīng)用70-71
• 6.4 本章小結(jié)與展望71-73
• 第7章 結(jié)論73-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文79

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 沈文江;自動(dòng)橢偏儀測試技術(shù)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);1985年01期

2 馮長川;國外橢偏儀性能簡介[J];半導(dǎo)體技術(shù);1987年06期

3 蔡煥夫,曾淳,龍興武;高精度雙臂消光全自動(dòng)橢偏儀的研制[J];量子電子學(xué);1992年01期

4 楊坤;王向朝;步揚(yáng);;橢偏儀的研究進(jìn)展[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2007年03期

5 徐真善;用橢偏儀同時(shí)測定主應(yīng)力差和方向[J];上海機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);1985年04期

6 張繼濤;李巖;羅志勇;;一種可溯源的光譜橢偏儀標(biāo)定方法[J];物理學(xué)報(bào);2010年01期

7 劉崇進(jìn)，沈家瑞，，李鳳仙;橢偏儀測量粗糙面薄膜的厚度和折射率的研究[J];光學(xué)技術(shù);1995年03期

8 包學(xué)誠;橢偏儀的結(jié)構(gòu)原理與發(fā)展[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;1999年03期

9 陳云鋒;陳炳若;;橢偏儀數(shù)據(jù)處理及誤差修正[J];光電子技術(shù);2006年03期

10 馬育棟;;橢偏儀測量光學(xué)參數(shù)實(shí)驗(yàn)[J];硅谷;2010年16期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊坤;王向朝;步揚(yáng);;橢偏儀研究進(jìn)展[A];第十一屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張繼濤;基于光譜橢偏術(shù)的硅球表面氧化層厚度測量系統(tǒng)[D];清華大學(xué);2010年

2 陳修國;基于廣義橢偏儀的納米結(jié)構(gòu)測量理論與方法研究[D];華中科技大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉玉龍;橢偏儀校準(zhǔn)方法研究[D];中國計(jì)量科學(xué)研究院;2014年

2 廖清君;單波長消光橢偏儀的數(shù)據(jù)處理研究[D];四川大學(xué);2002年

3 李雯;橢偏儀對納米薄膜光學(xué)和介電性能的研究[D];蘭州大學(xué);2012年

4 徐鵬;橢偏儀在集成電路檢測中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2013年

5 張恒;基于光度法及混合法的自動(dòng)橢偏儀研究[D];華南師范大學(xué);2005年

6 宋國志;寬光譜橢偏儀在集成電路中的研究與應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2014年

7 崔高增;深紫外成像光譜橢圓偏振儀校準(zhǔn)方法研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2014年

8 姜春光;深紫外寬光譜成像橢偏儀的研制[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

本文編號(hào)：723696