专利名称：一种基于椭偏仪的薄膜温度测量方法
一种基于椭偏仪的薄膜温度测量方法技术领域
本发明属于温度测量技术领域，具体涉及一种利用椭偏仪测量薄膜温度的方法。
技术背景
精确测量薄膜的温度是研究薄膜材料的重要技术。例如在分子束外延、化学气相沉积、离子刻蚀、快速热处理和溅射等薄膜工艺过程中，衬底温度的测量对薄膜品质的控制尤为重要。传统的测温方式主要有热电偶传感器测量，热电阻传感器测量等。但二者最大的缺点是对薄膜的接触和破坏，而且不利于薄膜快速、平稳生长中的局部温度控制。[[i]]目前，光热技术、干涉温度测量技术和热反射率技术可以非接触地测量薄膜衬底温度和表征薄膜的光学和热物理性质。这些光学技术具有非接触和远距离传感的优势，且具有较高的空间和时间分辨率。[["]]典型的高温测温计和红外体温计已经广泛的应用于生产生活中。 这两种测温计是利用被测物体在不同温度下所辐射出的能量不同而得到物体的固有温度。 但它们测量的是物体的实时温度，对于物体的非实时温度则显得无能为力。发明内容
本发明的目的在于提供一种既能测量实时温度，又能测量非实时温度的薄膜温度测量方法。
本发明利用光学技术的快速、非接触和非破坏性的特点，考虑到薄膜的折射率谱与其温度有密不可分的关系(温度会影响薄膜的致密程度等)，提出一种基于椭偏仪的薄膜温度的非直接测量方法。该方法主要利用椭偏仪测量被测薄膜的折射率谱线与标准折射率谱线，将两者比较，采用最小二乘法得到最佳匹配曲线，从而根据标准谱线所对应的温度值得到被测薄膜的温度值，具体测量步骤如下(1)首先，利用反射式椭偏仪测量几组不同温度下薄膜的折射率谱线，作为该薄膜的标准折射率谱Nt (λ)；(2)然后，利用反射式椭偏仪测量在相同实验条件下温度未知的某一被测薄膜的折射率谱线Νχ(λ)；(3)采用最小二乘法，计算被测薄膜的折射率谱线Nx(λ)与每组标准折射率谱线Nt (λ)的对应各波长点的折射率差值平方，并分别求和，得到一组方差 Δ。
权利要求
1.一种基于椭偏仪的薄膜温度测量方法，其特征在于具体步骤为(1)首先，利用反射式椭偏仪测量几组不同温度下薄膜的折射率谱线，作为该薄膜的标准折射率谱Nt (λ)；(2)然后，利用反射式椭偏仪测量在相同实验条件下温度未知的某一被测薄膜的折射率谱线Nx (λ)；(3)采用最小二乘法，计算被测薄膜的折射率谱线Nx(λ)与每组标准折射率谱线Nt (λ)的对应各波长点的折射率差值平方，并分别求和，得到一组方差 At · (4)比较这一组方差的大小，数值最小的方差所对应的标准折射率谱线就是被测薄膜的最佳匹配谱线，该标准谱线所对应的温度就是被测薄膜的温度。
2.根据权利要求1所述的基于椭偏仪的薄膜温度测量方法，其特征在于步骤(1)中，测量薄膜的标准折射率谱时，所述不同温度的误差为20 °C-50 0C。
全文摘要
本发明属于温度测量技术领域，具体为一种基于椭偏仪的薄膜温度测量方法。本发明利用椭偏仪测量被测薄膜的折射率谱线与标准折射率谱线，将两者比较，采用最小二乘法得到最佳匹配曲线，从而根据标准谱线所对应的温度值得到被测薄膜的温度值。本发明可非直接、无损耗地测量固体薄膜实时或非实时温度。测量过程中对薄膜材料没损伤，当实验条件不发生明显变化时，该方法具有较高的置信度。当标准折射率谱的温度间隔取得较小时，该方法具有较高的精度。
文档编号G01K11/00GK102507040SQ201110354870
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者卢红亮, 张帆, 张荣君, 林崴, 耿阳, 郑玉祥, 陈良尧 申请人:复旦大学