基于FDTD的高深宽比沟槽结构低相干显微干涉信号仿真分析

低相干垂直扫描干涉技术是微结构形貌特征参数无损检测的有效手段。但当微结构的沟槽深宽比高于5∶1时，遮挡效应以及阶跃边缘复杂的衍射效应会导致本应仅包含一个包络的垂直扫描测量干涉信号异常，形成两个甚至多个包络，继而影响形貌检测结果。本文解析低相干垂直扫描干涉的测量过程，采用时域有限差分法对低相干显微干涉测量系统的显微成像、相干扫描测量过程进行数值仿真，计算待测微结构表面返回场及显微成像后的像面干涉场，得到低相干显微干涉信号。分别仿真了深宽比为5∶1、80∶3的硅基沟槽微结构的干涉信号，并与实验室自研的Linnik型低相干垂直扫描干涉系统对沟槽微结构的检测信号进行对比，匹配其高深宽比沟槽结构干涉信号的双包络及幅频双峰性的特征，验证所提方法的准确性。该仿真方法可应用于实测前对被测结构低相干显微干涉信号的先验性仿真计算，通过提前分析信号特征，为形貌复原算法的选取及改进指引优化方向。