椭圆偏振法在半导体薄膜测量中的应用

椭圆偏振法最有用的应用之一是常规测量在硅上生长的薄膜（如二氧化硅或氮化硅（Si_xN_y）。这对半导体行业尤其重要，在半导体行业，薄膜厚度的精确测量和光谱折射率是制造过程的关键组成部分。多年前，这些测量是使用零椭偏仪进行的，但随着最近椭偏仪的改进，这些测量现在是使用原位光谱椭偏仪进行的。

不幸的是，椭圆偏振仪的数据并不能直接提供所需的信息，如薄膜的厚度或光谱折射率。这些信息是通过将数据拟合到一个模型中来获得的。每个数据集中有超过100个数据点，但只有少数参数需要从数据中确定。因此，必须使用拟合程序来从光谱椭偏法确定薄膜厚度和其他薄膜特性。这个过程有三个步骤：

(1)对样品的近表面区域建模；

(2)参数化或确定每一层的光学函数；

(3)使用真实的数据进行拟合，以测量“拟合优度”。对于在硅上生长的二氧化硅，使用了四介质模型，由空气/二氧化硅/硅/界面组成。

光谱椭偏法的另一个日益增长的应用是在薄膜生长过程中用来表征光伏器件的结构和通过大面积映射表征组件材料和层。这些能力是通过发展高速多通道仪器而实现的。薄膜沉积过程中的原位测量允许研究、监测和控制生长演化。结构量（体积层厚度和表面粗糙度）和复杂折射率的演化可以随时间进行跟踪。虚拟界面分析等高级程序也可以类似地跟踪结构和组成上的变化。

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