基于干涉光谱离散傅里叶变换的外延层厚度求解

侯 芮彤
西安电子科技大学

摘要


碳化硅等晶体外延层的厚度是影响器件性能的关键参数。随着半导体行业的发展，对该参数进行准确测量
成为至关重要的问题。本文通过分析双光束干涉和多光束干涉的光学模型，建立了以频域分析为基础的薄膜厚度测
量方法。针对双光束干涉场景，类比等倾干涉建立几何模型，提出极值法与非线性拟合算法，最终选择极值法求
解厚度；基于该模型处理附件1、2碳化硅晶圆数据，得到厚度为6.31μm，95%置信区间为（6.17μm，6.42μm）。
针对多光束干涉场景，推导反射率公式与多光束干涉必要条件，采用离散傅里叶变换求解附件3、4硅晶圆厚度为
3.66μm；同时验证附件1、2无显著多光束干涉影响，校正后厚度为6.52μm。此外，提出镜面对称光路转化模型，
简化多光束干涉分析与傅里叶变换物理意义解释。本研究为半导体外延层厚度精准测量提供了可靠方法，对器件生
产质量控制与性能优化具有重要参考价值。

关键词


薄膜光学；色散效应；红外干涉；频域分析；离散傅里叶变换

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参考


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