入射角偏差对消光椭偏法膜厚测量影响的研究

来源：计量学报杂志2026年第4期北京时间：

作者：杜陈伙, 张树, 胡佳成, 皮磊, 施玉书

摘要：使用消光椭偏法测量膜厚时，入射角作为改变入射光波和反射光波偏振态的重要过程参量，角度量值的准确性极大地影响了膜厚测量值的准确性。采用波长为632.8 nm的氦氖激光，建立了在不同入射角情况下，入射角偏差与测量膜厚偏差之间的数学模型，并且通过搭建消光椭偏装置对硅上二氧化硅样品进行了验证。对于被测样品102.55 nm的膜厚值而言，理论上计算可得入射角每变化0.01°，会对膜厚测量值最大引入0.008 7 nm的误差；装置测量结果表明，入射角偏差对结果引入的实际误差符合模型预期，进一步验证了消光椭偏装置的可靠性；优化了消光椭偏法中入射角偏差引入的不确定度分量的分析方法，装置入射角引入的不确定度分量为0.004 nm。

关键词：纳米计量,薄膜厚度,消光椭偏法,误差分析,入射角偏差

基金资助：国家重点研发计划(2022YFF0605501)