[发明专利]一种光学薄膜的膜厚监控方法

权利要求书

1.一种光学薄膜的膜厚监控方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)利用光电测光法监控膜层的T或者R随膜厚增加过程中的极值点数目，得到以λ/4为基本单位的整数厚度的膜层，其中，单层膜反射率为R，透射率为T，T+R＝1：

式中：n₀为空气折射率；n₁为膜层材料的折射率；n₂为基板的折射率，δ₁为单层膜层的位相厚度；

其中，d₁为膜层厚度；

当时，R或T为极值，其中：

①针对一个确定的波长λ，当m＝1,2,3,……时，T或者R具有极值；

②针对一个确定的n₁·d₁,当时，T或者R具有极值；

2)当n₁·d₁变化时，dR/d(n₁·d₁)呈周期性变化；当dR/d(n₁·d₁)＝0时，为反射率R的极值点；由于R(λ₀)难于从电路上实现对n₁·d₁微分，同时，积淀薄膜的厚度跟时间t近成正比，故代之以对时间t进行微分，得到：

3)由于极值点附近的区域非常接近线性，并且停镀点在极值点附近,因此在预设的极值点附近选取合适数目的数据点{x_n,y_n},n＝1,2…,N进行直线拟合，得到最佳直线方程：

y＝a^*x+b^*；

则a^*、b^*使为最小，即δ(a^*,b^*)≤δ(a,b)；

对于或

由端点法确定a的初值，利用一维优化方法搜索a*，用逐次逼近方法，给定初始值a⁽⁰⁾，选取步长h，将a⁽⁰⁾和a⁽¹⁾＝a⁽⁰⁾+h代入目标函数u(x)进行计算并比较大小：

若u(a⁽¹⁾)＜u(a⁽⁰⁾)，则继续以该步长向下搜索，a⁽²⁾＝a⁽¹⁾+h；

若u(a⁽¹⁾)＞u(a⁽⁰⁾)，则选取

以此顺推，并逐步调整步长，直至满足：|u(a^(k))-u(a^(k-1))|＜ε；

其中，ε为一给定的极小的数；若连续p个监控点都满足小于ε，则判定监控信号已进入极值点领域；

4)根据步骤3)确定出的最佳步长h，确定出最佳直线；由于停镀点在极值点附近，在上述数据点中，对应最佳直线的Y轴最大值的点即为优化后的实际停镀点；由于积淀薄膜的厚度跟时间t近成正比，因此在薄膜的淀积过程中,根据该最佳直线，就能够精确地进行膜层淀积厚度的监控。