非偏振分光鏡對(duì)橢偏儀的影響（三）-NPBS1與NPBS1引入的誤差分析

正文

非偏振分光鏡對(duì)橢偏儀的影響（三）-NPBS1與NPBS1引入的誤差分析

NPBS1引入的誤差分析

根據(jù)式(14)，用圖2描述了NPBS1的方位角θ對(duì)橢偏參數(shù)測(cè)量誤差的影響运准。

(a)幅值比誤差

(b)相位差誤差

圖2 NPBS1方位角對(duì)橢偏參數(shù)誤差的影響

由圖2可知幌氮，NPBS1的對(duì)準(zhǔn)誤差對(duì)相位差測(cè)量的影響很小。當(dāng)一0．1胁澳。時(shí)该互，橢偏參數(shù)誤差約為：

假設(shè)經(jīng)過(guò)充分調(diào)節(jié)，NPBS1不存在方位角誤差韭畸，即θ=0°宇智，根據(jù)式(14)標(biāo)定之后，NPBS1的退偏效應(yīng)對(duì)橢偏參數(shù)誤差的影響可以表示為：

由上式可知胰丁，通過(guò)標(biāo)定可以消除退偏效應(yīng)對(duì)測(cè)量的影響随橘；但是退偏效應(yīng)的不穩(wěn)定，即NPBS的p锦庸，s分量透射比机蔗、反射比K、反射相移甘萧、透射相移的波動(dòng)萝嘁，對(duì)橢偏測(cè)量精度影響很大，且無(wú)法通過(guò)標(biāo)定來(lái)消除扬卷。已有多篇文獻(xiàn)指出酿愧，NPBS的反射相移、透射相移邀泉、透射比和反射比K，受溫度、入射角和入射光束偏振態(tài)的影響汇恤。入射角變化1°庞钢，NPBS的和變化約5°，和K變化約5％因谎，且變化規(guī)律不同步基括；而溫度引起的相移變化率約為0．12（°）/℃假設(shè)×K和+分別變化1%和1°，式(19)給出的橢偏參數(shù)誤差約為：

此時(shí)引入的膜厚測(cè)量誤差約為1nm财岔。

NPBS2引入的誤差分析

根據(jù)式(17)风皿，用圖3描述了NPBS2的方位角對(duì)橢偏參數(shù)測(cè)量誤差的影響。

（a）幅值比誤差

(b)相位差誤差

圖3 NPBS2方位角對(duì)橢偏參數(shù)誤差的影響

由圖3可知匠璧，NPBS2的對(duì)準(zhǔn)誤差對(duì)相位差測(cè)量影響較大桐款。當(dāng)θ=0.1°時(shí)，橢偏參數(shù)誤差約為：

根據(jù)橢偏基本方程和薄膜參數(shù)夷恍，式(21)的橢偏參數(shù)誤差大約導(dǎo)致1～2nm的膜厚測(cè)量誤差魔眨。

假設(shè)經(jīng)過(guò)充分調(diào)節(jié)，NPBS2不存在方位角誤差酿雪，即θ=0°遏暴，根據(jù)式(17)標(biāo)定之后，NPBS2的退偏效應(yīng)對(duì)橢偏參數(shù)的影響可以表示為：

由于和的漂移缺乏規(guī)律性指黎，既不同步也不對(duì)稱朋凉，所以式(22)與式(19)的影響基本等效，即NPBS1醋安、NPBS2退偏參數(shù)的漂移對(duì)橢偏測(cè)量精度的影響基本一致杂彭。

將式(18)～(22)橢偏參數(shù)誤差近似合成，可得圖1系統(tǒng)中由NPBS引入的膜厚橢偏測(cè)量總誤差約為1.8～2.5nm茬故。

我們針對(duì)馬赫-曾德?tīng)栃屯獠?mark class="span_mark" data-type="1">干涉橢偏測(cè)量系統(tǒng)盖灸，研究了多層介質(zhì)膜NPBS的退偏效應(yīng)和方位角引入的橢偏參數(shù)測(cè)量誤差。采用p磺芭，s分量透射比赁炎、反射比K、反射相移钾腺、透射相移共同表征NPBS的退偏效應(yīng)徙垫，建立了相應(yīng)的誤差模型。研究結(jié)果表明放棒，由環(huán)境溫度姻报、入射角和光束偏振態(tài)的變化引起的NPBS退偏參數(shù)的漂移對(duì)橢偏測(cè)量精度影響很大，且無(wú)法通過(guò)標(biāo)定來(lái)降低间螟；為實(shí)現(xiàn)納米級(jí)測(cè)量精度吴旋，NPBS的對(duì)準(zhǔn)誤差需要控制在0．1°以內(nèi)损肛。相對(duì)而言，用于合光的NPBS2方位角誤差對(duì)測(cè)量精度影響較大荣瑟，而測(cè)量光路中的NPBS1對(duì)相位差誤差影響很小治拿，二者的參數(shù)漂移對(duì)測(cè)量精度的影響基本一致。NPBS所導(dǎo)致的膜厚測(cè)量總誤差約為1.8～2.5nm笆焰，與PBS引入的誤差大小相當(dāng)劫谅，這說(shuō)明NPBS是外差干涉橢偏測(cè)量技術(shù)中一個(gè)不可忽視的誤差源。

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相關(guān)文獻(xiàn)：

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