專利名稱：一種基于橢偏儀的薄膜溫度測量方法
一種基于橢偏儀的薄膜溫度測量方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于溫度測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用橢偏儀測量薄膜溫度的方法。
技術(shù)背景
精確測量薄膜的溫度是研究薄膜材料的重要技術(shù)。例如在分子束外延、化學氣相沉積、離子刻蝕、快速熱處理和濺射等薄膜工藝過程中，襯底溫度的測量對薄膜品質(zhì)的控制尤為重要。傳統(tǒng)的測溫方式主要有熱電偶傳感器測量，熱電阻傳感器測量等。但二者最大的缺點是對薄膜的接觸和破壞，而且不利于薄膜快速、平穩(wěn)生長中的局部溫度控制。[[i]]目前，光熱技術(shù)、干涉溫度測量技術(shù)和熱反射率技術(shù)可以非接觸地測量薄膜襯底溫度和表征薄膜的光學和熱物理性質(zhì)。這些光學技術(shù)具有非接觸和遠距離傳感的優(yōu)勢，且具有較高的空間和時間分辨率。[["]]典型的高溫測溫計和紅外體溫計已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。 這兩種測溫計是利用被測物體在不同溫度下所輻射出的能量不同而得到物體的固有溫度。 但它們測量的是物體的實時溫度，對于物體的非實時溫度則顯得無能為力。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能測量實時溫度，又能測量非實時溫度的薄膜溫度測量方法。
本發(fā)明利用光學技術(shù)的快速、非接觸和非破壞性的特點，考慮到薄膜的折射率譜與其溫度有密不可分的關(guān)系(溫度會影響薄膜的致密程度等)，提出一種基于橢偏儀的薄膜溫度的非直接測量方法。該方法主要利用橢偏儀測量被測薄膜的折射率譜線與標準折射率譜線，將兩者比較，采用最小二乘法得到最佳匹配曲線，從而根據(jù)標準譜線所對應(yīng)的溫度值得到被測薄膜的溫度值，具體測量步驟如下(1)首先，利用反射式橢偏儀測量幾組不同溫度下薄膜的折射率譜線，作為該薄膜的標準折射率譜Nt (λ)；(2)然后，利用反射式橢偏儀測量在相同實驗條件下溫度未知的某一被測薄膜的折射率譜線Νχ(λ)；(3)采用最小二乘法，計算被測薄膜的折射率譜線Nx(λ)與每組標準折射率譜線Nt (λ)的對應(yīng)各波長點的折射率差值平方，并分別求和，得到一組方差 Δ。
權(quán)利要求
1.一種基于橢偏儀的薄膜溫度測量方法，其特征在于具體步驟為(1)首先，利用反射式橢偏儀測量幾組不同溫度下薄膜的折射率譜線，作為該薄膜的標準折射率譜Nt (λ)；(2)然后，利用反射式橢偏儀測量在相同實驗條件下溫度未知的某一被測薄膜的折射率譜線Nx (λ)；(3)采用最小二乘法，計算被測薄膜的折射率譜線Nx(λ)與每組標準折射率譜線Nt (λ)的對應(yīng)各波長點的折射率差值平方，并分別求和，得到一組方差 At · (4)比較這一組方差的大小，數(shù)值最小的方差所對應(yīng)的標準折射率譜線就是被測薄膜的最佳匹配譜線，該標準譜線所對應(yīng)的溫度就是被測薄膜的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于橢偏儀的薄膜溫度測量方法，其特征在于步驟(1)中，測量薄膜的標準折射率譜時，所述不同溫度的誤差為20 °C-50 0C。
全文摘要
本發(fā)明屬于溫度測量技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于橢偏儀的薄膜溫度測量方法。本發(fā)明利用橢偏儀測量被測薄膜的折射率譜線與標準折射率譜線，將兩者比較，采用最小二乘法得到最佳匹配曲線，從而根據(jù)標準譜線所對應(yīng)的溫度值得到被測薄膜的溫度值。本發(fā)明可非直接、無損耗地測量固體薄膜實時或非實時溫度。測量過程中對薄膜材料沒損傷，當實驗條件不發(fā)生明顯變化時，該方法具有較高的置信度。當標準折射率譜的溫度間隔取得較小時，該方法具有較高的精度。
文檔編號G01K11/00GK102507040SQ201110354870
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者盧紅亮, 張帆, 張榮君, 林崴, 耿陽, 鄭玉祥, 陳良堯 申請人:復旦大學