JP7468959B2 - ダイヤモンド薄膜の厚さ及び光学定数の検出方法 - Google Patents
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Description
ダイヤモンド薄膜を基板上に堆積するステップS1と、
ダイヤモンド薄膜の楕円偏光スペクトルデータ及び吸収スペクトルデータを測定するステップS2と、
測定されたダイヤモンド薄膜の楕円偏光スペクトルデータ及び吸収スペクトルデータに基づいて、ダイヤモンド薄膜が単結晶ダイヤモンド薄膜又は多結晶ダイヤモンド薄膜であるかを判断し、単結晶ダイヤモンド薄膜である場合はステップS41を実行し、多結晶ダイヤモンド薄膜である場合はステップS42を実行するステップS3と、
Cauchyモデルを用いて、全波長帯域の薄膜光学定数及び膜厚dを計算し、該薄膜光学定数は少なくとも屈折率のnと消衰係数のkを含むステップS41と、
多結晶ダイヤモンド薄膜から透明域のセグメントを選択し、Cauchyモデルを用いて該波長帯域の範囲の薄膜光学定数及び膜厚を計算するステップS42と、
多結晶ダイヤモンド薄膜の吸収スペクトルデータに誘電率振動子モデルを加え、楕円偏光スペクトルデータに基づいて、少なくとも振動子の振幅及び薄膜の幅を調整するステップS5と、
ダイヤモンド薄膜の光学定数n、k及び膜厚dを決定するように、評価関数MSEを用いて実験値とフィッティング値との間の差を評価するステップS6と、を含んでいる。
検出精度が高い。
S2:例えばエリプソメータ測定によって、ダイヤモンド薄膜の楕円偏光スペクトルデータ及び吸収スペクトルデータを測定する。
Claims (5)
- ダイヤモンド薄膜の膜厚及び光学定数の検出方法であって、
ダイヤモンド薄膜を基板上に堆積するステップS1と、
ダイヤモンド薄膜の楕円偏光スペクトルデータ及び吸収スペクトルデータを測定するステップS2と、
測定されたダイヤモンド薄膜の楕円偏光スペクトルデータ及び吸収スペクトルデータに基づいて、ダイヤモンド薄膜が単結晶ダイヤモンド薄膜又は多結晶ダイヤモンド薄膜であるかを判断し、単結晶ダイヤモンド薄膜である場合はステップS41を実行し、多結晶ダイヤモンド薄膜である場合はステップS42を実行するステップS3と、
Cauchyモデルを用いて、全波長帯域の薄膜光学定数及び膜厚dを計算し、該薄膜光学定数は少なくとも屈折率のnと消衰係数のkを含むステップS41と、
多結晶ダイヤモンド薄膜から透明域のセグメントを選択し、Cauchyモデルを用いて該波長帯域の範囲の薄膜光学定数及び膜厚を計算するステップS42と、
多結晶ダイヤモンド薄膜の吸収スペクトルデータに誘電率振動子モデルを加え、楕円偏光スペクトルデータに基づいて、少なくとも振動子の振幅及び薄膜の幅を調整するステップS5と、
ダイヤモンド薄膜の光学定数n、k及び膜厚dを決定するように、評価関数MSEを用いて実験値とフィッティング値との間の差を評価するステップS6と、を含み、
前記S5において、前記誘電率振動子モデルはLorentz振動子であり、前記Lorentz振動子の計算式は以下に示し、そのうち、Aがモデルパラメータの振幅であり、E n がモデルパラメータの中心位置であり、B r がモデルパラメータの半波長幅であることを特徴とする検出方法。
- 前記S3において、吸収の差異に基づいてダイヤモンド薄膜が単結晶ダイヤモンド薄膜又は多結晶ダイヤモンド薄膜であるかを判断することを特徴とする請求項1に記載のダイヤモンド薄膜の厚さ及び光学定数の検出方法。
- 前記S42において、Cauchyモデルの計算式は以下に示し、An、Bn及びCnがCauchyモデルのパラメータであり、λが波長であり、消衰係数kがAk、Bk及びEbの3つのパラメータによって記述され、Eb=1240/λb、Ebが基板材料と関連することを特徴とする請求項1に記載のダイヤモンド薄膜の厚さ及び光学定数の検出方法。
- 前記S6において、前記評価関数MSEの計算式は以下に示し、そのうち、modがフィッティング値、expが測定値、δが測定誤差、Nが同時にエリプソメータで測定されたψ、Δの総対数、Mが選択されたフィッティングパラメータの対数であることを特徴とする請求項1に記載のダイヤモンド薄膜の厚さ及び光学定数の検出方法。
- 前記S1中の基板は、Si、Al2O3又はダイヤモンド基板であることを特徴とする請求項1に記載のダイヤモンド薄膜の厚さ及び光学定数の検出方法。
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