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研究生： 陳律融
Chen Lyu Rong
論文名稱： 相移干涉影像式橢圓儀
Phase shift interferometric imaging ellipsometer
指導教授： 周晟
Chien Chou
李正中
Cheng-Chung Lee
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 光電科學與工程學系
Department of Optics and Photonics
畢業學年度： 98
語文別： 中文
論文頁數： 46
中文關鍵詞： 液晶可調相位延遲器 、移干涉影像式橢圓儀
外文關鍵詞： liquid crystal variable retarder, phase shift interferometric imaging ellipsometer
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    • 本論文提出並發展一個利用液晶可調相位延遲器對相位延遲調控之相移干涉影像式橢圓儀，其目的在於利用一簡單的相位延遲調控之機制去造成相移干涉術的效果，並測量待測物之橢圓偏極參數。
    由於液晶可調相位延遲器可藉由輸入不同振幅大小的方波來改變液晶可調相位延遲器的相位延遲。因此，液晶可調相位延遲器與光彈調變器同樣是屬於相位調制技術，然而，本量測系統之校正步驟相較於利用光彈調變器調控相位延遲以及閃頻照射模式所發展的閃頻影像式橢圓儀簡化許多，因此，本論文將對相移干涉影像式橢圓儀系統的工作原理、架構和校正方法做探討並和閃頻影像式橢圓儀的系統的工作原理和校正方法做比較，最後，以已知橢偏參數的待測樣本對系統準確性進行驗證。

    In this thesis, a phase shift interferometric imaging ellipsometer (PSIIE) is developed and set up by utilizing a liquid crystal variable retarder (LCVR) of which the phase retardance is programmable. A LCVR is used and introduces phase modulation in PSIIE working as a phase shifting interferometer. Thus the ellipsometric parameters of specimen are able to be measured accurately.
    Because the phase retardation of LCVR is modulated by the amplitude of square waveform directly, therefore, PSIE becomes much simplified than conventional photo-elastic modulator (PEM) for phase modulation. As a result, PSIE shows advantage compared with stroboscopic illumination photoelastic modulated imaging ellipsometer. In this thesis, the working principle and calibration procedure of PSIE are described. By testing a given specimen, the experimental verification of PSIE was verified experimentally.

    致謝 ........................................Ⅰ 中文摘要 ........................................Ⅱ 英文摘要 ........................................Ⅲ 目錄 ........................................Ⅳ 圖目錄 ........................................Ⅴ 表目錄 ........................................Ⅵ 符號說明 ........................................Ⅶ 縮寫表 ........................................Ⅷ 一、 緒論.....................................1 二、 原理 2-1 光波之電場理論與橢圓偏極態理 論....................................5 2-2 瓊斯向量與瓊斯矩陣(Jones vector and Jones matrix).....................v.........9 2-3 史托克參數 (Stokes parameter) 與穆勒矩 陣(Mueller matrix)....................10 2-4 相位延遲調控.............. ...........14 2-4-1 液晶可調相位延遲器 (LCVR) ............14 2-4-2 輸入方波振幅調變......................16 2-5 橢圓偏極參數( ，Δ)之定義..............18 2-6 反射光之史托克參數與穆勒矩陣…........23 2-7 相移干涉影像式橢圓儀..................25 三、 實驗步驟 3-1 偏光片和析光片之方位角校正............29 　　 3-2　 LCVR輸入電壓變化區間值確認............30 3-3 相位延遲確認..........................31 3-4 擴束系統..............................32 3-5 電荷耦合元件（CCD）取像清晰度.........32 四、 LCVR橢圓儀和偏振調變橢圓儀 (PME) 量測原理和校正 方法比較 4-1 閃頻影像式橢圓儀量測方法. ............33 4-2 原理比較..............................35 4-3 系統校正方法比較......................36 五、 實驗結果 5-1 實驗之樣品............................37 5-2 實驗流程..............................37 5-3 系統校正..............................39 5-4 量測標準片4號區域.....................40 5-4-1 理論橢圓偏極參數......................40 5-4-2 橢圓偏極參數..........................40 5-4-3 實驗薄膜厚度分布......................44 六、 結論........................................45 參考文獻

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    Polorized Light”，Amsterdam:North-Holland，1992
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    工程研究所
    [11] Step wafer ID 0153 from Mikropack GmbH, Germany. The
    calibration data sheet of step wafer SiO2 on Si
    serial number ID0153, by Dipl-Ing (FH) Michael
    Kaiser, Labor fur Mikrosystemtechnik FH-Munchen,
    Germany.

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