SU1539608A1 - Способ измерени дифференциальных спектров пропускани на двухлучевых спектральных приборах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к физико-химическим методам исследовани  материалов, позвол ющим определ ть распределение толщин и особенности строени  тонких и сверхтонких диэлектрических и полупроводниковых слоев, например, в полупроводниковых издели х микроэлектроники. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени . Это достигаетс  тем, что расщепл ют пучок излучени  на параллельные рабочий и опорный пучки, коллимируют и направл ют рабочий и опорный пучки под одинаковым углом в диапазоне 10-80° на 2 различных участка образца, один из которых  вл етс  эталоном, вышедший из образца рабочий пучок направл ют по оптическому пути опорного пучка, а вышедший из образца опорный пучок направл ют по оптическому пути рабочего пучка, сравнивают интенсивности обоих прошедших через образец пучков в P-пол ризованном свете на длине волны поглощени  сло  при продольных колебани х и сканировании образца, и кроме того, сравнивают интенсивности обоих прошедших через образец пучков в P-пол ризованном свете при сканировании спектра и неподвижном образце, причем рабочий пучок направл етс  на эталонный участок образца, а опорный пучок - на измер емый участок образца. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к физико-химическим методам исследовани  материалов , позвол ющим определ ть распределение толщин и особенности строени  тонких и сверхтонких диэлектрических и полупроводниковых слоев, например, в полупроводниковых издели х микроэлектроники .

Целью изобретени  вл етс  повышение точности измерени ,

На фиг. 1 представлен ход лучей - в кюветном отделении двухлучевого спектрофотометра при углах падени  на

образец if под 10 и 45 ; i/

ПО А

45-80°

где 1,2 - рабочий и опорный пучки; 3-8 - зеркала, 9 - образец; на фиг.2 - представлена зависимость толщины d

сло  (крива  10) и производной -г- коэффициента пропускани  сло  от координаты (крива  11); на фиг. 3 - спектры пропускани  образцов SiOj-Si в р-пол ризованном свете при различных углах падени  света: Ч,- 10° (кривые 12, 15); 45° (кривые 13 16) 75° (кривые 14, 17) и

толщинах

ПОД

сло 

SiO,

(кривые 1210

,:1001 . 14), 800 А (кривые 15-17).

Дл  осуществлени  способа расщепл ют пучок излучени  на параллельные рабочий 1 и опорный 2 пучки (фиг. 1), коллимируют с помощью диафрагм, направл ют с помощью дополнительных двух или четырех плоских зеркал псц одина- 15 новым углом в диапазоне 10-80 на два различных участка измер емой плоскопараллельной пластины со слоем, которую располагают в центре кюветного отделени  спектрофотометра перпенди- 20 кул рно оптическим каналам. С помощью дополнительного зеркала вышедший из об- разца рабочий пучок направл ют по оптическому пути опорного канала,а вышедший из образца опорный пучок - по оп- 25 тическому пути рабочего канала, регистрируют и сравнивают интенсивности обоих прошедших через образец пучков в р-пол ризованном свете на длине волны поглощени  продольных колеба- 30 ний в слое при перемещении пластины. Перемещение осуществл ют таким образом , чтобы углы направлени  пуьчков на пластину оставались неизменными.

Кроме того, можно измер ть спект- -зг ральную зависимость разности интенсив- ностей обоих прошедших через пластину пучков в р-пол ризованном свете п ри неподвижной пластине. При этом рабочий пучок направл ют на участок пластины без сло , а опорный - на участок пластины со слоем. Угол направлени  пучков излучени  при измерении тонких слабопоглощающих слоев выбирают равным

40

45

Ч7

па д

Вр arctg n,

50

где п - показатель преломлени - материала пластины;

угол Брюстра; при измерении толстых или сильнопоглощающих слоев Yr,aAвыбираетс  меньшим. Пример. В центре кюветного - отделени  двухлучевого ИК-спектрофото- метра ИКС-29 перпендикул рно оптичес- 5 ким каналам разместили Si-пластину (диаметром 76 мм, толщиной 300 мкм) с нанесенными участками SiOi толщиной-

0

5 0 5 0

100 А. С помощью двух плоских зеркал ИК-излучение через диафрагму направл ли под углом УпаА 74° на два участ- ка пластины: рабочий пучок - на учас- -ток пластины без сло  Si05,опорный - на участок пластины со слоем SiO г (фиг.1). Прошедший через пластину без сло  рабочий пучок с помощью плоского зеркала направл ли по оптическому пути опорного канала, аналогично прошедший через пластину со слоем опорный пучок направл ли по оптическому пути рабочего канала. С помощью пол ризатора, размещенного после выходной щели спектрофотометра,измер ли коэффициент пропускани  по нулевому методу в р-пол ризованном свете (фиг. 3). Дл  образцов Si02-Si измерение проводили в спектральной области 1300-1000 в области интенсивной полосы поглощени  SiO при продольных колебани х Si-О св зи 1250 см . ИК-спектры дл  толстых пленок SiO 2 (800А) записывали при угле if naA 45° . Это позволило проводить запись спектров пропускани  (фиг. 3) толстой пленки SiO з в области наилучшей чувствительности спектрофотометра ИКС-29 (30-70% пропускани ). Дл  еще более

толстых пленок SiO. ц выбирали мень , ifl

ше ч 5 .

Дл  записи производной коэффициента пропускани  от координаты образца перед пластиной устанавливали диафрагму из металлической фольги с двум  отверсти ми размером 1x1 мм20. Измер ли разность интенсивностей в р-пол ризованном свете при смещении пластины перпендикул рно оптическим каналам кюветного отделени  на длине волны поглощени  при продольных колебани х SiO. Проведение измерений на длине волны 8 мкм (1250 ) производной коэффициента пропускани  по координате , характеризующей неоднородность распределени  толщины сло  диэлектрика SiO-i на Si пластине, позволило отстроитьс  от интенсивной полосы поглощени  0 ,j в Si, совпадающей с самой интенсивной полосой SiO г (1100 ), измер емой известным способом.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  дифференциальных спектров пропускани  на двухлучевых спектральных приборах с рабочим и

   W

   V,rw