專利名稱：寬帶偏振光譜儀及光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種寬帶偏振光譜儀及光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展，利用光學(xué)測(cè)量技術(shù)來(lái)快速精確地檢測(cè)半導(dǎo)體薄膜的厚度、材料特性及周期性結(jié)構(gòu)的三維形貌是控制生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要應(yīng)用于集成電路、平板顯示器、硬盤、太陽(yáng)能電池等包含薄膜結(jié)構(gòu)的工業(yè)中。利用不同材料、不同結(jié)構(gòu)的薄膜在不同波長(zhǎng)對(duì)不同偏振態(tài)的入射光具有不同的反射率，其反射光譜具有獨(dú)特性。當(dāng)今先進(jìn)的薄膜及三維結(jié)構(gòu)測(cè)量設(shè)備，如橢圓偏振儀和光學(xué)臨界尺度測(cè)量?jī)x(OpticalCritical Dimension，簡(jiǎn)稱O⑶)要求滿足盡量寬的光譜測(cè)量能力以增加測(cè)量精確度，通常為190nm至lOOOnm。在薄膜結(jié)構(gòu)參數(shù)已知的情況下,薄膜反射光譜可通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算得出。當(dāng)存在未知結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，例如薄膜厚度，薄膜光學(xué)常數(shù)，表面三維結(jié)構(gòu)等，可通過(guò)回歸分析，擬合測(cè)量與模擬計(jì)算光譜，從而得出未知結(jié)構(gòu)參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)半導(dǎo)體薄膜的光學(xué)測(cè)量通常有兩種方法，絕對(duì)反射率測(cè)量法和橢圓偏振測(cè)量法。如中國(guó)專利申請(qǐng)201110032744.8中所述，使用絕對(duì)反射率測(cè)量法測(cè)量時(shí)，需要先使用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)量，并記錄標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)量結(jié)果作為參考值，然后再測(cè)量待測(cè)樣品，并將待測(cè)樣品的測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)量得到的參考值相比，從而得到待測(cè)樣品的相對(duì)真實(shí)值。由于光源本身的原因，在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，其光譜強(qiáng)度可能會(huì)發(fā)生變化(漂移)。理論上一般假定光源的光譜強(qiáng)度在測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測(cè)樣品時(shí)是完全一樣的，但實(shí)際上，由于對(duì)待測(cè)樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品無(wú)法在同一時(shí)刻測(cè)量，光源的光譜強(qiáng)度變化會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。鑒于上述原因，本領(lǐng)域的技術(shù)人員提出了利用參考光束來(lái)校準(zhǔn)光源起伏。即將光源發(fā)出的光分為兩束，其中一束作為探測(cè)光記錄樣品的光學(xué)信息，另一束作為參考光，通過(guò)對(duì)參考光束的測(cè)量，可以分別記錄測(cè)量參考樣品和待測(cè)樣品時(shí)光源的光譜強(qiáng)度，從而校正測(cè)量過(guò)程中光源的光譜強(qiáng)度變化，提高測(cè)量精度。測(cè)量設(shè)備通常分為相對(duì)于樣品表面垂直入射的光學(xué)系統(tǒng)和相對(duì)于樣品表面傾斜入射的光學(xué)系統(tǒng)。垂直入射的光學(xué)系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)更加緊湊，通?？膳c其他工藝設(shè)備集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與測(cè)量的整合及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有技術(shù)中，利用參考光束校準(zhǔn)的垂直入射光譜儀的實(shí)現(xiàn)方法主要有以下兩種:(I)如圖1所示，光源101出射的發(fā)散光經(jīng)透鏡102后，平行入射至分光器103，經(jīng)過(guò)分光器103透射通過(guò)后的光作為探測(cè)光束，被分光器103反射的光作為參考光束。探測(cè)光束經(jīng)透鏡104會(huì)聚后聚焦至樣品105表面，樣品105表面的反射光經(jīng)透鏡104反射后，垂直入射分光器103，經(jīng)分光器103反射后的探測(cè)光束，經(jīng)透鏡107會(huì)聚，入射至探測(cè)器108，獲得樣品表面的反射光譜；參考光束垂直入射至平面反射鏡106，經(jīng)平面反射鏡106反射后垂直入射分光器103，經(jīng)分光器103透射后的參考光束也經(jīng)透鏡107會(huì)聚，入射至探測(cè)器108，獲得包含光源光譜特征的參考光譜(例如，參見(jiàn)美國(guó)專利N0.7067818B2、N0.7189973B2和N0.7271394B2、美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2005/0002037A1)。在這種光譜儀中，可以利用控制光闌來(lái)選擇所需測(cè)量的光束。這種方法具有如下好處:可以校準(zhǔn)光源起伏，但由于采用了分光器，這種光譜儀也存在以下問(wèn)題:①光通量低，整個(gè)測(cè)量個(gè)過(guò)程中，光束由光源需經(jīng)同一分光器透射和反射各一次，進(jìn)入探測(cè)器。假設(shè)分光器為透射率和反射率各50%，探測(cè)光束和參考光束所能達(dá)到的最大光通量比率為25% ;②若同時(shí)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光斑及較寬的光譜范圍，需解決色散的問(wèn)題，系統(tǒng)復(fù)雜度和成本都較高。(2)在光路中插入一個(gè)平面反射鏡，使光源發(fā)出的光一部分入射到平面反射鏡上，另一部分從平面反射鏡的邊緣通過(guò)。經(jīng)平面反射鏡反射后的光束作為探測(cè)光垂直入射到樣品表面，從平面反射鏡邊緣通過(guò)的光束作為參考光束，探測(cè)光束和參考光束分別進(jìn)入兩個(gè)不同的光譜計(jì)同時(shí)進(jìn)行測(cè)量(例如，參見(jiàn)美國(guó)專利N0.5747813和N0.6374967B1)。這種方法具有如下好處:在測(cè)量過(guò)程中探測(cè)光束和參考光束可同時(shí)測(cè)量，精準(zhǔn)地校正了光源的光譜和強(qiáng)度變化；系統(tǒng)中光強(qiáng)的損耗較小，利用率高。但由于使用了兩個(gè)不同的光譜計(jì)，其光電轉(zhuǎn)化效率不盡相同，波長(zhǎng)分布和分辨率也不盡相同，不易校準(zhǔn)系統(tǒng)，反而會(huì)降低測(cè)量精度，另一方面，這種方案的光路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易調(diào)節(jié)，并且兩個(gè)光譜計(jì)會(huì)增大設(shè)備體積，增加設(shè)備成本。當(dāng)檢測(cè)一個(gè)通常尺寸為150毫米、200毫米或300毫米的晶片時(shí)，由于在晶片上的薄膜層應(yīng)力等原因，晶片表面可能不平坦。因此，當(dāng)對(duì)整個(gè)晶片進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)高精確度的測(cè)量和保證半導(dǎo)體生產(chǎn)線產(chǎn)量的快速測(cè)量，對(duì)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)自動(dòng)聚焦是其中一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)。而且，本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知，將寬帶探測(cè)光束在樣品表面上聚焦成相對(duì)較小尺寸的光斑是有利的，因?yàn)樾〕叽绻獍呖梢詼y(cè)量微結(jié)構(gòu)圖案，且寬帶探測(cè)光束可以提高測(cè)量精確度。在這種情況下，當(dāng)采用透鏡進(jìn)行聚焦時(shí)，會(huì)存在如下問(wèn)題:透鏡通常具有色差，這樣的色差會(huì)導(dǎo)致不同波長(zhǎng)的光的聚焦位置不同，增大誤差，降低測(cè)量精確度；而且，難以找到對(duì)整個(gè)寬帶波長(zhǎng)范圍都具有良好的透射性的透鏡材料。鑒于上述原因，本領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)提出了這樣一種方法，使用曲面反射鏡，如橢圓面反射鏡，超環(huán)面反射鏡(toroidalmirror)，離軸拋物面反射鏡等來(lái)將寬帶探測(cè)光束聚焦到樣品表面上(例如，參見(jiàn)美國(guó)專利N0.5608526和N0.7505133B1、美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2007/0247624A1和中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.101467306A)。這種方法具有如下好處:在整個(gè)寬帶波長(zhǎng)范圍上，反射鏡不會(huì)產(chǎn)生色差，并且反射鏡可在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)都具有高反射率。但是，光束經(jīng)過(guò)單個(gè)反射鏡反射后偏振態(tài)會(huì)發(fā)生改變。這里以一個(gè)鋁材料反射鏡為例。在圖2a中示出兩種入射角情況下S和P偏振光的反射率Rs和Rp。上面的兩條曲線是S偏振光的反射率Rs，下面的兩條曲線是P偏振光的反射率Rp。實(shí)線對(duì)應(yīng)于45度的入射角，虛線對(duì)應(yīng)于50度的入射角。由此可知,S或P偏振光的反射率不相等，而且隨著入射角的不同而改變。在圖2b中示出反射后的S與P偏振光之間的相位差，實(shí)線對(duì)應(yīng)于45度的入射角，虛線對(duì)應(yīng)于50度的入射角。由此可知，反射后的S與P偏振光之間的相位差發(fā)生變化，而且隨著入射角的不同而改變，且與波長(zhǎng)相關(guān)?？傊?dāng)寬帶光束經(jīng)反射鏡反射之后，由于偏振方向正交的偏振態(tài)S與P各自具有不相同的反射率和相位變化，光束的偏振狀態(tài)發(fā)生改變，導(dǎo)致難以控制光束的偏振變化(例如，參見(jiàn)美國(guó)專利 N0.6829049B1 和 N0.6667805)。光譜儀對(duì)偏振的控制能力限定了光譜儀的應(yīng)用范圍。例如，當(dāng)今廣泛應(yīng)用于集成電路生產(chǎn)線工藝控制的光學(xué)臨界尺度設(shè)備OCD通過(guò)測(cè)量偏振光在樣品表面的反射光譜及相位特征，擬合數(shù)值仿真結(jié)果，測(cè)量樣品表面周期性圖案的臨界尺度(CD)、三維形貌及多層材料的膜厚與光學(xué)常數(shù)。實(shí)現(xiàn)臨界尺度測(cè)量的光譜儀要求其聚焦系統(tǒng)必須做到在聚焦及光信號(hào)采集過(guò)程中控制光束的偏振態(tài)，從而可以準(zhǔn)確地測(cè)量樣品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可實(shí)現(xiàn)無(wú)色差的，保持偏振特性的，光通效率高且易于實(shí)現(xiàn)的寬帶偏振光譜儀及光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種寬帶偏振光譜儀包括光源、第一反射單兀、第一聚光單元、第二聚光單元、偏振器、第一平面反射鏡、第一曲面反射鏡、第二反射單元、探測(cè)單元，其中:所述第一反射單元用于使所述光源發(fā)出的光束分為探測(cè)光束和參考光束兩部分，并將這兩部分光束分別入射至所述第一聚光單元和所述第二聚光單元；所述第二反射單元用于同時(shí)或分別接收從樣品反射的依次經(jīng)過(guò)所述第一曲面反射鏡、所述第一平面反射鏡、所述偏振器、所述第一聚光單元的探測(cè)光束和通過(guò)所述第二聚光單元的參考光束，并將所接收到的光束入射至所述探測(cè)單元；所述第一聚光單元用于接收所述探測(cè)光束，使該光束變成平行光束后入射至所述偏振器；所述偏振器設(shè)置于所述第一聚光單元和所述第一平面反射鏡之間，用于使所述平行光束通過(guò)并入射至所述平面反射鏡；所述第一平面反射鏡用于接收所述平行光束并將該平行光束反射至所述第一曲面反射鏡；所述第一曲面反射鏡用于并將所述平行光束變成會(huì)聚光束，并將該會(huì)聚光束反射后垂直地聚焦到樣品上；所述第二聚光單元用于接收所述參考光束，并將其入射至所述第二反射單元；所述探測(cè)單元用于探測(cè)被所述第二反射單元所反射的光束。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)包括所述垂直入射寬帶光譜儀。本發(fā)明提供的包含參考光束的寬帶偏振光譜儀實(shí)現(xiàn)了分光后的光束的完整結(jié)合，提高了探測(cè)光束的光通效率，此外，還能使探測(cè)光束無(wú)色差地聚焦在樣品表面，同時(shí)保持光束的偏振狀態(tài)，而且系統(tǒng)的復(fù)雜程度比現(xiàn)有技術(shù)低。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)分光器實(shí)現(xiàn)分光與合光的示意圖。圖2a是兩種入射角情況下S和P偏振光的反射率Rs和Rp的示意圖。圖2b是示出反射后的S與P偏振光之間的相位差的示意圖。圖3a至圖3c是用于解釋通過(guò)兩個(gè)平面反射鏡或者一個(gè)平面反射鏡和一個(gè)離軸拋物面反射鏡保持偏振光的偏振特性的基本原理示意圖。圖4是入射光橫截面內(nèi)的計(jì)算點(diǎn)分布的示意圖。圖5是通過(guò)前三個(gè)不同位置(B卩，A、B和C位置)的測(cè)量值可以通過(guò)曲線擬合得出二次曲線最大值的位置的示意圖。
圖6是示出洛匈棱鏡偏振器(Rochon Polarizer)的光學(xué)示意圖，在該圖中，RP代表洛匈棱鏡偏振器，A代表光闌，S代表樣品。圖7a和7b是本發(fā)明中通過(guò)兩個(gè)不共面平面反射鏡實(shí)現(xiàn)分光的示意圖。圖8是本發(fā)明中通過(guò)兩個(gè)不共面平面反射鏡實(shí)現(xiàn)合光的示意圖。圖9a和圖9b是通過(guò)模擬得到的合光后的光束截面形狀和光束所成的像。圖10是單晶硅周期性淺溝槽的結(jié)構(gòu)圖。圖11是絕對(duì)反射率測(cè)量法中單晶硅周期性淺溝槽TE和TM的絕對(duì)反射率光譜圖。圖12a是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的垂直入射寬帶偏振光譜儀的示意圖。圖12b是本發(fā)明中利用分光器和圖案識(shí)別系統(tǒng)對(duì)樣品表面和探測(cè)光束聚焦成像的光路圖。圖13a和圖13b是通過(guò)圖案識(shí)別系統(tǒng)觀測(cè)到的圖案。圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的垂直入射寬帶偏振光譜儀的示意圖。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的垂直入射寬帶偏振光譜儀的示意圖。
具體實(shí)施例方式針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種可實(shí)現(xiàn)無(wú)色差的，保持偏振特性的，光通效率高且易于實(shí)現(xiàn)的利用參考光束校準(zhǔn)的垂直入射寬帶偏振光譜儀。該光譜儀中探測(cè)光束和參考光束的最大光通量比率可以達(dá)到50%，而且，本發(fā)明的垂直入射寬帶偏振光譜儀僅包含一個(gè)光譜計(jì)，因此，本發(fā)明提出的光譜儀測(cè)量精度更高，同時(shí)復(fù)雜程度和設(shè)備成本比現(xiàn)有技術(shù)低。此外，該垂直入射光帶光譜儀至少包含一個(gè)偏振器，從而能夠精確地測(cè)量各向異性或非均勻樣品，如包含周期性結(jié)構(gòu)的薄膜的三維形貌和材料光學(xué)常數(shù)。下面參照?qǐng)D3a、3b和3c解釋通過(guò)兩個(gè)平面反射鏡或者一個(gè)平面反射鏡和一個(gè)離軸拋物面反射鏡保持偏振光的偏振特性的基本原理。如圖3a所示，假設(shè)以Ml入射面為參考的S (或P)偏振光束以(90-Θ )度的入射角入射在第一平面反射鏡Ml上，并且被第一平面反射鏡Ml反射至第二平面反射鏡M2。當(dāng)?shù)谝黄矫娣瓷溏RMl的入射平面與第二平面反射鏡M2的入射平面相互垂直，且M2傾斜度滿足使Ml的反射光以(90-Θ)度入射角入射至M2時(shí)，經(jīng)Ml反射的以Ml入射面為參考的S (或P)偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)橐訫2入射面為參考的P(或S)偏振光?，F(xiàn)在以光束傳播方向?yàn)?Z方向確定的右手參考系分析光束的傳播及偏振態(tài)的變化。將上述過(guò)程以數(shù)學(xué)公式表達(dá):
權(quán)利要求
1.一種寬帶偏振光譜儀，其特征在于，包括光源、第一反射單兀、第一聚光單兀、第二聚光單元、偏振器、第一平面反射鏡、第一曲面反射鏡、第二反射單元、探測(cè)單元，其中: 所述第一反射單元用于使所述光源發(fā)出的光束分為探測(cè)光束和參考光束兩部分，并將這兩部分光束分別入射至所述第一聚光單元和所述第二聚光單元； 所述第一聚光單元用于接收所述探測(cè)光束，使該光束變成平行光束后入射至所述偏振器； 所述偏振器設(shè)置于所述第一聚光單元和所述第一平面反射鏡之間，用于使所述平行光束通過(guò)并入射至所述第一平面反射鏡； 所述第一平面反射鏡用于接收所述平行光束并將該平行光束反射至所述第一曲面反射鏡； 所述第一曲面反射鏡用于并將所述平行光束變成會(huì)聚光束，并將該會(huì)聚光束反射后垂直地聚焦到樣品上； 所述第二反射單元用于同時(shí)或分別接收從樣品反射的依次經(jīng)過(guò)所述第一曲面反射鏡、所述第一平面反射鏡、所述偏振器、所述第一聚光單元的探測(cè)光束和通過(guò)所述第二聚光單元的參考光束，并將所接收到的光束入射至所述探測(cè)單元； 所述第二聚光單元用于接收所述參考光束，并將其入射至所述第二反射單元； 所述探測(cè)單元用于探測(cè)被所述第二反射單元所反射的光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于，所述垂入射寬帶光譜儀還包括: 光源聚光單元，所述光源聚光單元設(shè)置于所述光源與所述第一反射單元之間，用于使所述光源發(fā)出的光成為會(huì)聚光束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于，所述光源聚光單元包括: 至少一個(gè)透鏡和/或至少一個(gè)曲面反射鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于，所述垂直入射寬帶光譜儀還包括: 可移動(dòng)的分光器和圖案識(shí)別系統(tǒng)； 所述分光器和圖案識(shí)別系統(tǒng)位于所述第一曲面反射鏡和樣品之間； 所述圖案識(shí)別系統(tǒng)包括透鏡、照明光源與CCD成像器； 所述可移動(dòng)的分光器用于將所述圖案識(shí)別系統(tǒng)提供的樣品照明光束反射至樣品表面并將樣品表面的反射光束反射至所述CCD成像器；并且在所述垂直入射寬帶光譜儀中可以通過(guò)觀測(cè)所述探測(cè)單元的光強(qiáng)和/或通過(guò)觀測(cè)所述圖案識(shí)別系統(tǒng)中的圖像的清晰度來(lái)進(jìn)行調(diào)焦。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述可移動(dòng)的分光器為具有至少一個(gè)直線邊緣的平面反射鏡，該平面反射鏡可以完全處于、部分處于、或完全不處于所述探測(cè)光束的光路中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于，所述垂直入射寬帶光譜儀還包括: 用于切換所述探測(cè)光束和 所述參考光束的光束切換單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于:所述光束切換單元為設(shè)置在所述第一反射單元和第二反射單元之間的可移動(dòng)的擋光板，所述擋光板可分別或同時(shí)擋住探測(cè)光束和參考光束。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于，所述垂直入射寬帶光譜儀還包括: 用于承載樣品的可調(diào)節(jié)的樣品平臺(tái)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于，所述垂直入射寬帶光譜儀還包括: 光闌，所述光闌置于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的任意一段光路中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于，所述垂直入射寬帶光譜儀還包括: 至少一個(gè)光闌，所述光闌置于由所述光源聚光單元形成的會(huì)聚光束所分出的探測(cè)光束焦點(diǎn)處。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于，所述垂直入射寬帶光譜儀還包括: 至少一個(gè)光闌，所述光闌位于所述偏振器和所述樣品之間，用于避免經(jīng)過(guò)所述偏振器后產(chǎn)生的e光入射至樣品表面并且/或者其反射光反射回所述偏振器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于，所述垂直入射寬帶光譜儀還包括: 偏振器旋轉(zhuǎn)控制裝置，該偏振器旋轉(zhuǎn)控制裝置用于控制所述偏振器的偏振方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于，所述垂直入射寬帶光譜儀還包括: 計(jì)算單元，該計(jì)算單元用于計(jì)算樣品材料的光學(xué)常數(shù)、薄膜厚度和/或用于分析樣品的周期性結(jié)構(gòu)的臨界尺度特性或三維形貌。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述第一平面反射鏡和所述第一曲面反射鏡具有相同的反射材料和鍍膜結(jié)構(gòu)，并且滿足主光的入射角相同或近似相同及入射平面相互垂直或近似垂直的條件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述探測(cè)光束的主光束在所述第一平面反射鏡上的入射角與在所述第一曲面反射鏡上的入射角相差不超過(guò)5度； 所述第一平面反射鏡入射光束的入射平面與所述第一曲面反射鏡入射光束的入射平面相互垂直的誤差小于5度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述第一反射單元由至少兩個(gè)平面反射鏡構(gòu)成，其中，至少有一個(gè)反射鏡具有至少一直線邊緣并且該邊緣直線與光路的主光相交。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述第一聚光單元為離軸拋物面反射鏡或超環(huán)面反射鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述第二聚光單元為透鏡、透鏡組、離軸拋物面反射鏡或超環(huán)面反射鏡。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于:所述偏振器為洛匈棱鏡偏振器。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述第一曲面反射鏡為離軸拋物面反射鏡或超環(huán)面反射鏡。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述第一平面反射鏡的傾斜角度和/或空間位置是可調(diào)節(jié)的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述第一平面反射鏡沿著所述會(huì)聚光束的主光的傳播方向移動(dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述第二反射單元由至少兩個(gè)平面反射鏡構(gòu)成，構(gòu)成所述第二反射單元的平面反射鏡中，至少有一個(gè)反射鏡具有至少一直線邊緣并且該邊緣直線與光路的主光相交。
24.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述探測(cè)單元是光譜計(jì)。
25.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述光源為包含多重波長(zhǎng)的光源。
26.根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀，其特征在于: 所述光源是氙燈、氘燈、鎢燈、齒素?zé)?、汞燈、包含氘燈和鎢燈的復(fù)合寬帶光源、包含鎢燈和鹵素?zé)舻膹?fù)合寬帶光源、包含汞燈和氙燈的復(fù)合寬帶光源或包含氘鎢鹵素的復(fù)合寬帶光源，或者，所述光源是通過(guò)消偏振器產(chǎn)生的偏振度為零的自然光點(diǎn)光源。
27.一種光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的寬帶偏振光譜儀。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種寬帶偏振光譜儀包括光源、第一反射單元、第一聚光單元、第二聚光單元、偏振器、第一平面反射鏡、第一曲面反射鏡、第二反射單元和探測(cè)單元。本發(fā)明提供的包含參考光束的垂直入射寬帶偏振光譜儀，提高了探測(cè)光束的光通效率，并且在探測(cè)器前端實(shí)現(xiàn)了分光后的作為參考光束的非探測(cè)光束和所述探測(cè)光束的完整結(jié)合。此外，還能使探測(cè)光束無(wú)色差地聚焦在樣品表面，并可同時(shí)保持探測(cè)光束的偏振狀態(tài)，而且系統(tǒng)的復(fù)雜程度比現(xiàn)有技術(shù)低。本發(fā)明還提供一種包含上述光譜儀的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01J3/447GK103162831SQ20111042760
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者李國(guó)光, 吳文鏡, 劉濤, 趙江艷, 郭青楊, 馬鐵中, 夏洋 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所, 北京智朗芯光科技有限公司