VirtualLab Fusion應用：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，由于其對光學參數的微小變化具有高靈敏度，而被用在許多使用薄膜結構的應用中，如半導體、光學涂層、數據存儲、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。對于系統的參數，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. 基本理論和典型應用"，并研究該方法對輕微變化的涂層厚度有多敏感。

任務描述

鍍膜樣品

橢圓偏振分析儀

總結 - 組件...

橢圓偏振系數測量

橢圓偏振分析儀測量反射系數（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

在VirtualLab Fusion中，復數系數𝑅p和𝑅s是通過應用嚴格耦合波分析（RCWA），也被稱為傅里葉模態法（FMM）來計算。因此，在研究光柵樣品的情況下，這些系數也可以是特定衍射階數的瑞利系數。

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果進行了比較。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。

* 數值根據Woollam et al., Proc. SPIE 10294, 1029402 (1999)

仿真結果與參考文獻的比較

被研究的SiO2層厚度變化為1埃時，𝛹和𝛥的差異。