蓝宝石衬底损伤层厚度和折射率的椭偏测量

为了定量测量蓝宝石衬底在化学机械抛光过程中产生的损伤层厚度d和折射率n,提出了一种光谱椭偏测量法。首先,测量蓝宝石衬底反射光谱(波长范围:250~1650 nm)偏振态的改变量(即振幅比和相位差);然后,通过光学建模和测量数据反演,获得损伤层d和n。实验研究了Al_(2)O_(3)和SiO_(2)两种磨料加工蓝宝石衬底损伤层d和n的变化趋势,前者d呈现波动趋势且最小值(约1.4 nm)出现在40 min左右,后者d持续下降,在20 min接近1 nm;二者损伤层n均小于蓝宝石晶体n。另外,实验和仿真分析结果表明相位差与厚度变化趋势一致,因无需建模反演,可作为快速表征损伤层d变化趋势的参量。总之,所提方法作为光学无损测量模式,适用于加工过程监测。