JP3482441B2 - 赤外減衰全反射薄膜測定装置 - Google Patents

赤外減衰全反射薄膜測定装置

Info

Publication number
JP3482441B2
JP3482441B2 JP2001073036A JP2001073036A JP3482441B2 JP 3482441 B2 JP3482441 B2 JP 3482441B2 JP 2001073036 A JP2001073036 A JP 2001073036A JP 2001073036 A JP2001073036 A JP 2001073036A JP 3482441 B2 JP3482441 B2 JP 3482441B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
total reflection
infrared light
infrared
attenuated total
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2001073036A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002277388A (ja
Inventor
裕之 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2001073036A priority Critical patent/JP3482441B2/ja
Publication of JP2002277388A publication Critical patent/JP2002277388A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3482441B2 publication Critical patent/JP3482441B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、水素アモルファス
シリコン等の薄膜の特性評価を行う赤外減衰全反射薄膜
測定装置(以下、「減衰全反射」を「ATR」と略
す。)に関する。 【0002】 【従来の技術】従来の赤外ATR薄膜測定装置は、図5
に示すように、基板ホルダー21上に赤外領域に吸収を
持たず、透明な高屈折率の台形などの形状をしたATR
プリズム6を設け、このATRプリズム6上に試料22
を成長薄膜として密着裁置しておく。ATRプリズム6
の端面20から赤外光30を入射させると、入射した赤
外光30は光ファイバと同様にATRプリズム6の表面
31および裏面32で多重反射を繰り返し、最終的に透
過赤外光として外部に取り出される。ATRプリズム6
上に赤外域に吸収を持つ化学結合種(Si−H、C−
H、C=Oなど)が存在すると、赤外光の吸収が起こ
り、赤外透過光の透過率から化学種の濃度などの定量評
価が可能である。赤外ATR測定の最大の利点は、AT
Rプリズム内での赤外光の内部多重反射を利用すること
により表面上の微量の化学種の分析が可能であることで
ある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法によると、ATRプリズム6上に試料22を成
長薄膜として密着させる過程で、成長薄膜がATRプリ
ズム6の端面も含む全面にわたって均一に堆積してしま
い、その結果、ATRプリズム6の端面の成長薄膜によ
り薄膜22およびATRプリズム6の界面において赤外
光の干渉が起こり、赤外光の吸収が薄膜の膜厚に対して
直線にならず、データ解析が複雑になるという問題があ
った。さらに、ATRプリズム6の端面が平坦でない場
合には、データ解析が不可能になるという問題もあっ
た。 【0004】本発明は、ATRプリズムの端面に薄膜が
成長しなようにすることにより、ATRにより測定され
る赤外光の吸光度を薄膜の成長膜厚に対して直線的に増
加することを可能とし、正確な結果を得ることができる
赤外ATR薄膜測定装置を提供することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明による赤外減衰全
反射薄膜測定装置は、赤外領域に吸収を持たない減衰全
反射プリズム上に被測定物である成長薄膜を密着裁置
し、前記減衰全反射プリズムの端面に成長薄膜側から
外光を入射させることにより前記成長薄膜の化学分析を
行う測定装置において、前記減衰全反射プリズムの端面
を、ヒーター上の基板ホルダーに減衰全反射プリズムと
ともに設置された赤外光通過用穴を形成した薄膜測定用
ホルダーで覆うことを特徴とする。 【0006】 【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
図面に基づき説明する。図1、図2および図3は、プラ
ズマ化学気相成長用装置により薄膜を作成し、その薄膜
作成時に赤外ATR薄膜測定を行う場合の例を示したも
のであり、図1は赤外ATR薄膜測定装置の全体概略
図、図2は、図1のATRプリズム6、成長薄膜22お
よび薄膜測定用ホルダー7部分の詳細を示した正面断面
図、図3は、図2のA−A断面図である。なお、従来装
置における部材と同一部材については同一の符号を付し
ている。 【0007】まず、成長薄膜22の作成に当たっては、
原料ガス導入口12から導入された原料ガスを、高周波
を印加されたカソード電極11およびアノード電極16
の間に生成されたプラズマにより分解する。分解された
原料ガスは、基板ヒーター15により一定の温度に加熱
されたATRプリズム6上で成長して薄膜22を生成す
る。また、アノード電極16は絶縁層14により電気的
に遮断されていることから、導入された原料ガスのうち
余分なものは、排気口13から排出される。 【0008】次に、赤外ATR薄膜測定に当たっては、
コンピューター2制御の赤外分光装置1により赤外光3
の制御を行う。入射赤外光は、反射ミラー17および楕
円反射鏡18により、偏光子4,赤外光窓5および薄膜
測定用ホルダー7に設けられた赤外光通過用穴19(図
2,図3参照)を通り、ATRプリズム端面20に集光
される。その後、赤外光はATRプリズム6内で多重反
射を繰り返し、最終的に赤外光検出器9により検出さ
れ、その透過赤外光強度から成長薄膜の吸光度を測定す
る。 【0009】上記したATRプリズム6は、図2に示す
ように基板ホルダー21の中央部に裁置され、薄膜測定
用ホルダー7によりその端面20が覆われている。薄膜
測定用ホルダー7は、ATRプリズム6の端面20に入
射する赤外光の入射位置および出射位置に対応して2つ
の赤外光通過用穴19,19が設けられるとともに、そ
の内周部23が、図2に示すようにATRプリズム6の
端面20を少なくとも覆うように形成されている。 【0010】したがって、成長薄膜の生成時には原料ガ
スがATRプリズム6表面にしか堆積せず、端面20は
成長開始前とほぼ同じ状態に保たれる。また、薄膜測定
用ホルダー7は、赤外光が赤外光通過用穴19から入射
し、その入射した赤外光が反射して的確に成長薄膜22
に入射するようにするとともに、それ以外の赤外光を遮
光する役割を果たすものである。その結果、赤外ATR
薄膜測定は、赤外光通過用穴19を通過する赤外光のみ
により正確に行われることになる。 薄膜測定用ホルダ
ー7は、図3に示すネジ固定用穴24にネジを通すこと
によりATRプリズム6とともにアノード電極16に固
定される。 【0011】上記のように構成することにより、ATR
プリズム端面20での赤外光の干渉は起こらず、赤外光
の吸収は成長薄膜22の増加に対し直線的となる。ま
た、ATRプリズム端面20が平坦でない場合でも、端
面における成長薄膜22の成長が起こらないためデータ
解析が不可能になるといった事態が生じることもない。 【0012】 【実施例】図4は、プラズマ化学気相成長により水素化
アモルファスシリコン薄膜を作成し、薄膜成長中に赤外
ATR薄膜測定装置により測定を行ったときに得られた
結果を示したものである。この図では、薄膜内に存在す
るSi−H化学結合の吸光度を薄膜成長時間に対して示
している。この場合、成長時間の増加と共に薄膜の膜厚
は直線的に増加している。そのため、薄膜内のSi−H
結合による吸光度は成長時間と共に直線的に増加するこ
とが予想される。 【0013】図4に示されるように、薄膜測定用ホルダ
ー7を用いた場合には、Si−H結合の吸光度は直線的
に増加しているが、薄膜測定用ホルダーを用いない場合
には成長時間の増加と共に、吸光度は非線形に変化して
いるのがわかる。これは、薄膜測定用ホルダー7を用い
ない場合には、ATRプリズム6の端面20に膜堆積が
起こり、そのためにATRプリズム6と成長薄膜22と
の間に光学干渉が起こっていることを示している。この
結果は、成長薄膜22内の化学種の吸光度を正確に見積
もるためには、ATRプリズム6の膜堆積を抑制しなけ
ればならないことを示している。 【0014】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、A
TR端面での赤外光の干渉は起こらず、赤外光の吸収は
薄膜の膜厚の増加に対して直線的となる。また、ATR
プリズム端面が平坦でない場合でも、薄膜の成長が起こ
らないため影響がない。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の形態に係る赤外ATR薄膜測定
装置の全体概略図図である。 【図2】図1に示したATRプリズム、成長薄膜および
薄膜測定用ホルダー部分の詳細を示した正面断面図であ
り、 【図3】図2のA−A断面図である。 【図4】プラズマ化学気相成長により水素化アモルファ
スシリコン薄膜を作成し、薄膜成長中に赤外ATR薄膜
測定装置により測定を行ったときに得られた結果を示し
た図である。 【図5】従来の赤外ATR薄膜測定装置を示した図であ
る。 【符号の説明】 1 赤外分光装置 2 コンピュータ 3 赤外光 4 偏光子 5 赤外光窓 6 ATRプリズム 7 薄膜測定用ホルダー 8 プラズマ化学気相成長用装置 9 赤外光検出器 10 高周波 11 カソード電極 12 原料ガス導入口 13 排気口 14 絶縁層 15 基板ヒーター 16 アノード電極 17 反射ミラー 18 楕円反射鏡 19 赤外光通過用穴 20 ATRプリズム端面 21 基板ホルダー 22 成長薄膜 23 内周部 24 ネジ固定用穴

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 赤外領域に吸収を持たない減衰全反射プ
    リズム上に被測定物である成長薄膜を密着裁置し、前記
    減衰全反射プリズムの端面に成長薄膜側から赤外光を入
    射させることにより前記成長薄膜の化学分析を行う測定
    装置において、前記減衰全反射プリズムの端面を、ヒー
    ター上の基板ホルダーに減衰全反射プリズムとともに設
    置された赤外光通過用穴を形成した薄膜測定用ホルダー
    で覆うことを特徴とする赤外減衰全反射薄膜測定装置。
JP2001073036A 2001-03-14 2001-03-14 赤外減衰全反射薄膜測定装置 Expired - Lifetime JP3482441B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001073036A JP3482441B2 (ja) 2001-03-14 2001-03-14 赤外減衰全反射薄膜測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001073036A JP3482441B2 (ja) 2001-03-14 2001-03-14 赤外減衰全反射薄膜測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002277388A JP2002277388A (ja) 2002-09-25
JP3482441B2 true JP3482441B2 (ja) 2003-12-22

Family

ID=18930521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001073036A Expired - Lifetime JP3482441B2 (ja) 2001-03-14 2001-03-14 赤外減衰全反射薄膜測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3482441B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103383344A (zh) * 2013-06-24 2013-11-06 西安近代化学研究所 一种多晶体整合型红外光谱衰减全反射附件

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1943500A4 (en) * 2005-09-30 2013-01-16 Fujifilm Corp DETECTION SYSTEM
CN104359412B (zh) * 2014-10-01 2017-05-24 上海光刻电子科技有限公司 光刻掩模版铬膜厚度测量方法
CN105806798B (zh) * 2016-05-18 2018-10-02 成都慧成科技有限责任公司 一种利用红外光谱法快速测定聚乙烯醇不同等规度的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103383344A (zh) * 2013-06-24 2013-11-06 西安近代化学研究所 一种多晶体整合型红外光谱衰减全反射附件
CN103383344B (zh) * 2013-06-24 2015-10-28 西安近代化学研究所 一种多晶体整合型红外光谱衰减全反射附件

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002277388A (ja) 2002-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1482300A1 (en) Concentration measurement device
JP2011238957A (ja) パルス広帯域光源を用いてプラズマエッチングおよび堆積プロセスをその場モニタリングするための方法および装置
JP3482441B2 (ja) 赤外減衰全反射薄膜測定装置
JP4360265B2 (ja) 生化学測定チップおよび測定装置
JPH0815133A (ja) 分析素子
JP4792267B2 (ja) 表面状態測定方法及び装置
JP3676183B2 (ja) 複合型光学的温度測定システムを用いたシリコンワークピースを処理するための方法
JP4693554B2 (ja) 温度測定装置及び温度測定方法
JP3866933B2 (ja) 膜厚測定装置
JP2000146836A (ja) エバネセント波の透過現象を利用する屈折率測定法およびその測定装置
Takeichi et al. Anisotropic propagation of surface plasmon polaritons induced by para-sexiphenyl nanowire films
JP3604425B2 (ja) 気相成長装置
US6903340B1 (en) Thin film analyzer
WO1994025850A1 (en) Analytical device
EP0652304A1 (en) Film forming method and apparatus for carrying out the same
JP3555833B2 (ja) 光学定数の評価方法及び評価装置
JP2002340794A (ja) 半導体ウェーハの赤外吸収測定法
JP2000097642A (ja) 膜厚モニター
JP3040311B2 (ja) レーザ光反射変位測定による成膜観察法
JPH0296639A (ja) 赤外吸収スペクトル測定法及び測定用治具
JP2023039330A (ja) 分光分析装置
JPH02212726A (ja) 基板温度の測定方法およびそれを利用した半導体薄膜の結晶成長法と結晶成長装置
WO2023229669A1 (en) Epi self-heating sensor tube as in-situ growth rate sensor
JPS6287829A (ja) 赤外吸収分析試料
JPH06283589A (ja) 基板表面の温度測定方法およびそれを利用した半導体成膜方法とその装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3482441

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term