用于SiC外延层厚度测量的色散补偿与多束干涉校正算法 刘卢， 史伟伟， 徐世波， 王晓凡

《Sensors》：Dispersion Compensation and Multi-Beam Interference Correction Algorithm for Thickness Measurement of SiC Epitaxial Layer Lu Liu, Weiwei Shi, Shibo Xu and Xiaofan Wang

　　

摘要

为了解决从红外反射光谱估算SiC外延层厚度时遇到的主要挑战，包括折射率色散、多束干涉和光谱不确定性，本研究开发了一个基于物理约束的反演框架，用于反射光谱分析。首先使用Savitzky–Golay滤波方法去除光谱噪声，然后采用高斯拟合来提高干涉极值的定位精度。引入Sellmeier方程来表征折射率色散，并通过非线性最小二乘拟合获得层厚度及其色散参数。为了处理受高阶内反射影响的光谱，进一步构建了一种基于多特征置信度的识别策略，并引入了一种自适应滤波方法来校正多束干涉。此外，还进行了包含±0.1%峰值扰动和高斯噪声的蒙特卡洛扰动分析，以评估反演结果的稳健性。使用在两个入射角度下测量的SiC数据集，所提出的框架将多束校正后的厚度估计值的角度偏差从1.14%降低到了0.08%。实验结果证明了该工作流程在本文考虑的主要SiC应用场景中的有效性和稳健性。此外，还包含了硅片的光谱数据作为补充测试，以验证这种多束识别和校正策略是否可以应用于SiC之外的材料，而不仅仅是作为对该框架的跨材料验证。