SU1746213A1 - Method of monitoring film thickness during deposition process - Google Patents
Method of monitoring film thickness during deposition process Download PDFInfo
- Publication number
- SU1746213A1 SU1746213A1 SU894700026A SU4700026A SU1746213A1 SU 1746213 A1 SU1746213 A1 SU 1746213A1 SU 894700026 A SU894700026 A SU 894700026A SU 4700026 A SU4700026 A SU 4700026A SU 1746213 A1 SU1746213 A1 SU 1746213A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- film
- radiation
- sample
- wavelength
- application
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к оптическому приборостроению и предназначено дл неразрушающего контрол толщин слоев при изготовлении покрытий на оптических детал х . Цель изобретени - повышение точности нанесени пленки. Облучают образец пучком от источника с длиной Я волны, измер ют сдвиг фаз между Р- и S-компонента- ми отраженного от образца излучени . При этом длину Я волны и угол облучени образца выбирают из услови , где d - заданна толщина пленки покрыти ; ,2„.. - коэффициент; Vn2 - , где п - показатель преломлени материала пленки. Нанесение пленки прекращают в момент достижени К-й кратности равенства сдвига фаз излучени источника, отраженного от образца до нанесени пленки и в процессе ее нанесени . 1 ил.The invention relates to optical instrumentation and is intended for non-destructive testing of layer thicknesses in the manufacture of coatings on optical parts. The purpose of the invention is to improve the accuracy of film application. The sample is irradiated with a beam from a source with a wavelength I, and the phase shift between the P and S components of the radiation reflected from the sample is measured. Here, the wavelength I and the irradiation angle of the sample are chosen from the condition where d is the predetermined thickness of the coating film; , 2 „.. - coefficient; Vn2 -, where n is the refractive index of the film material. The application of the film is stopped when the Kth ratio of the phase difference of the radiation source, reflected from the sample before the film is applied and during its application, is reached. 1 il.
Description
Изобретение относитс к оптическому приборостроению и предназначено дл неразрушающего контрол толщин слоев при изготовлении покрытий на оптических детал х .The invention relates to optical instrumentation and is intended for non-destructive testing of layer thicknesses in the manufacture of coatings on optical parts.
Известны способы контрол толщин слоев в процессе их нанесени на подложку, заключающиес в том, что на подложку с наносимым покрытием направл ют монохроматическое излучение и по степени его взаимодействи с подложкой и пленкой, по достижению экстремального значени интенсивности излучени суд т о толщине наносимой пленки.Methods are known for controlling the thickness of layers during their deposition on a substrate, which consists in that monochromatic radiation is directed to a coated substrate and according to the degree of its interaction with the substrate and the film, to achieve an extreme value of the radiation intensity, the thickness of the applied film is achieved.
Известные способы не позвол ют нанести пленку требуемой толщины,The known methods do not allow to apply a film of the required thickness,
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ, заключающийс в том, что монохроматическое линейно пол ризованное излучение направл ют под углом, отличным от нул , на подложку, до нанесени пленки и в процессе нанесени регистрируют фазовую и амплитудную анизотропию отраженного излучени .The closest in technical essence to the present invention is a method in which monochromatic linearly polarized radiation is directed at an angle other than zero to the substrate before film deposition and the phase and amplitude anisotropy of the reflected radiation is recorded during the deposition process.
Недостатком вл етс мала точность получени пленки с требуемой толщиной.The disadvantage is the low accuracy of the film with the required thickness.
Целью изобретени вл етс повышение точности нанесени пленки.The aim of the invention is to improve the accuracy of film application.
С этой целью при известном способе контрол толщины пленки в процессе ее нанесени , заключающемс в том, что до и в процессе нанесени пленки освещают контролируемый образец линейно пол ризованным излучением с длиной Я волны под углом р и измер ют сдвиг фаз между РVJ о гоTo this end, with a known method of controlling the film thickness during its application, which means that before and during the deposition of the film, the test sample is illuminated with linearly polarized radiation with a wavelength H at an angle p and the phase shift between РVJ o
соwith
и S-компонентэми отраженного излучени и определ ют момент прекращени нанесени пленки заданной толщины, ДЛИНУ А волны излучени и угол р освещени образца выбирают из услови где лand S-components of the reflected radiation and determine the moment when the deposition of a film of a given thickness ceases, the radiation wavelength A, and the sample angle p are selected from the condition where
,2,3 n-показатель2,3 n-score
4Vn - sin 4Vn - sin
преломлени материала пленки а момент прекращени нанесени пленки определ ют по моменту достижени К-й кратности равенства сдвига фаз между Р- и S-компо- нентами излучени до и в процессе нанеге- ни пленкиthe refraction of the film material and the time of the cessation of film deposition are determined by the time the Kth ratio of the phase difference between the P and S components of the radiation is achieved before and during film nanogenesis
При падении линейно пол ризованного излучени длиной волны А на чистую поверхность образца изготовленного из материала , показатель поглощени которого близок к нулю, под углом / отраженное излучение будет также линейно пол ризованным , так как разность фаз Р- и S-компонент отраженного излучени равна к при углах падени р рвр или 0 при углах где рвр угол Брюстера дл цанного материалаWhen linearly polarized radiation with wavelength A is incident on a clean surface of a sample made of a material whose absorption coefficient is close to zero, the angle / reflected radiation will also be linearly polarized, since the phase difference between the P and S components of the reflected radiation is k angles of incidence ppp or 0 at angles where ppp is the Brewster angle for the primed material
При нанесении на поверхность образца сло вещества, показатель преломлени которого отличен от показател преломлени материала образца а показатель поглощени близок к нулю, падающее линейно пол ризованное монохроматическое излучение при отражении преобразуетс в общем случае i эллиптически пол ризованное излучение, i ак как разность фаз Р- и S-компонент отражен ного излучени не равна п (или 0), причем степень эллиптичности и направление бопь- шой оси эллипса определ етс оптическом толщиной сло веществаWhen a layer of a substance is deposited on the sample surface, the refractive index of which is different from that of the sample material and the absorption coefficient is close to zero, the incident linearly polarized monochromatic radiation upon reflection is converted in general case i by elliptically polarized radiation, i The S component of the reflected radiation is not equal to n (or 0), the degree of ellipticity and the direction of the higher axis of the ellipse being determined by the optical thickness of the layer of matter
Параметры эллиптической пол ризации отраженного излучени могут быть определены из уравнени , описывающего коэффициент отражени /э линейно пол ризованного излучени длиной волны Я , падающего под углом р на слой вещества лз окружающей средыThe parameters of elliptical polarization of the reflected radiation can be determined from the equation describing the reflection coefficient / e of linearly polarized radiation with a wavelength H incident at an angle p on the layer of the environment substance.
«кйА roip+e- e- Wp"KYA roip + e- e- Wp
tg tg
1 + ее Т01ГИ21 + her T01GI2
1 + (3lroiSM2s rois 1 + (3lroiSM2s rois
где roiP и П2Р - коэффициенты отражени Френел дл Р-компокенты излучени относ щиес соответственно к границам сзз- дела между окружающей средой и c/ioeiv вещества и слоем вещества и контрольным образцом,where roiP and P2P are the Fresnel reflection coefficients for the P-radiation composites relating respectively to the boundaries between the environment and the c / ioeiv substance and the layer of the substance and the control sample,
sois и H2S - коэффициенты отражени Френел дл S-компоненты излучени , от- мис щчес соответственно к тем же границам раздела что и гспр, П2Р показатель преломлени сло вещес пза,sois and H2S are the Fresnel reflection coefficients for the S-component of the radiation, respectively, corresponding to the same interfaces as gsr, P2P, the refractive index of the layer of matter,
i - мнима единицаi - imaginary unit
Анализ этого уравнени показывает что в процессе нанесени на поверхность об- 0 г -РЯ вещества отраженное изпучение гганоз1 тс пол ризованным а сдзиг фаз между Р- и S-компонентами отраженного излучени становитс равным нулю (при if рьр ) или п (р рьр ), т е 5 сдвигу фаз дл чистой подложки когда оп- тичегк толщина сто красна четверти длиHbl ГСЛЧУAn analysis of this equation shows that during the deposition of a substance onto the surface of an about 0 g -RJ substance reflected from the ganosis of the polarized polarized phase shift between the P- and S-components of the reflected radiation becomes zero (if ipd) or n (ppp) t e 5 phase shift for a clean substrate when optical thickness is one hundred red quarters long Hbl
Поэтому сущность изобретени заклю- чгет, LJ го i чтобь контроль процесса на- 0 Hr ijiit сл°| требуемой толщины х/не лвл ть при такой длине А излучени ч угле tpet3 падени , при которых требуема плв ки d была бы кратна А /4Therefore, the essence of the invention is LJ th i to control the process on 0 Hr ijiit inc ° | the required thickness x / do not lvl with such a length And radiation h angle tpet3 fall, at which the required float d would be a multiple of A / 4
е где К - коэффициент кратности 5/e where K - factor of multiplicity 5 /
равнч i 1 2 а процессequal i 1 2 and process
л - sin f l - sin f
1и пленка прекращать в момент до- 1,г о рч«дй К и кратности раречства сдвига 4j-c i ii чен / - о -энчо а о г подложки до О 1Я ппг-нки и в проиессе ее нанесе 1 and the film should be stopped at the moment of do- 1, r o rc “dy K and the multiplicity of the shift ratio 4j-c i ii chen / - o-encho on the substrate to O 1 i pp-nki and in its application
1414
При любом значении коэффициента -рчт юсти 2 сдвиг фаз между компонент ami отраженно1 о излучени будет ра5 дрч i е тому же значению что и при , оо г действующему огсутсгвию пленки на -юверхности подложкиAt any value of the ratio of just 2, the phase shift between the component ami and reflected radiation will be equal to the same value as when it is active on the film at the bottom of the substrate.
Ий чертеже представлена схема устрой- с вэ, реализующего предлагаемый способThe drawing shows the scheme of the device that implements the proposed method.
0Устройство содержит источник 1 вакуумную камеру 2 с окошками 3 и 4 поворот- :оо зеркало 5, регистратор 6 фазового сдвиге второе поворотное зеркало 7 и све- гофилотр 80The device contains a source 1 vacuum chamber 2 with windows 3 and 4 turn-: oo mirror 5, phase shift recorder 6 second rotary mirror 7 and svefofilotr 8
5Излучение войны длиной А от источниixS 1 через окошко 3 вакуумной камеры 2 после отражени от поворотного зеркала 5 иопгдает на подложку 9, на которую необ- лодммо нанести слой вещества 10 с показаО елем преломлени п требуемой толщины После отражени от подложки 9 излучение г аправл етс поворотным зеркалом 7 через око л. ко 4 вакуумной камеры 2 на регистратор 6 фазового сдвига Угол падечи р из5 лучени на подложку 9 можно измен ть путем изменени рассто ни между пово- , отными зеркалами 5 и 7 при их одновре- iieiiHOM повороте вочруг их осей Длина волны излучени задаетс например светофильтром 8, устанавливаемым непосредственно после источника 1,5 Radiation of war of length A from source S 1 through window 3 of vacuum chamber 2 after reflection from rotating mirror 5 contacts the substrate 9, on which it is not necessary to apply a layer of substance 10 with a reflection of the required thickness after reflection from the substrate 9 mirror 7 through the eye l. Ko 4 of the vacuum chamber 2 on the phase shift recorder 6 The angle of incidence p of 5 beams on the substrate 9 can be changed by changing the distance between the turning mirrors 5 and 7 when they are simultaneously rotated across their axes. The wavelength of the radiation is set, for example, by the light filter 8 installed directly after source 1,
Изобретение работоспособно в широком диапазоне длин волн (от ультрафиоле- вого до инфракрасного), что определ ет, соответственно, и возможность контрол толщин пленки широкого набора веществ.The invention is operable in a wide range of wavelengths (from ultraviolet to infrared), which determines, respectively, the ability to control film thicknesses of a wide range of substances.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894700026A SU1746213A1 (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Method of monitoring film thickness during deposition process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894700026A SU1746213A1 (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Method of monitoring film thickness during deposition process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1746213A1 true SU1746213A1 (en) | 1992-07-07 |
Family
ID=21451707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894700026A SU1746213A1 (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Method of monitoring film thickness during deposition process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1746213A1 (en) |
-
1989
- 1989-06-02 SU SU894700026A patent/SU1746213A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Борн М., Вольф Э, Основы оптики. - М.: Мир, 1973, с.720. Аззам Р., Башара Н. Эллипсометри и пол ризованный свет. - М.: Мир, 1981, с.584. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4906844A (en) | Phase sensitive optical monitor for thin film deposition | |
US5963327A (en) | Total internal reflection electromagnetic radiation beam entry to, and exit from, ellipsometer, polarimeter, reflectometer and the like systems | |
US4837044A (en) | Rugate optical filter systems | |
US5491556A (en) | Analytical device with variable angle of incidence | |
US4934788A (en) | Deposition of gradient index coatings using coevaporation with rate control | |
EP0585883B1 (en) | Method of measuring refractive index of thin film | |
EP0017461B1 (en) | Apparatus for determining the thickness, moisture content or other parameter of a film or coating | |
EP0396409A3 (en) | High resolution ellipsometric apparatus | |
JPS62258415A (en) | Optical filter | |
US4790664A (en) | Device and method for measuring optical properties | |
WO1993014392A1 (en) | Analytical device with polychromatic light source | |
EP0284270B1 (en) | Solution monitoring procedure | |
SU1746213A1 (en) | Method of monitoring film thickness during deposition process | |
JPS6483135A (en) | Measuring apparatus of polarized infrared ray for thin film | |
SU1746214A1 (en) | Method of measuring film thickness during film deposition | |
US5028136A (en) | Rugate optical filter systems | |
KR900017099A (en) | Automatic real-time control system of film deposition | |
RU2107903C1 (en) | Test for forming the optical surface | |
US5172192A (en) | In-situ spectrophotometric probe | |
RU2158897C1 (en) | Method testing thickness of film in process of its deposition and device for its realization | |
JPH07159132A (en) | Device for measuring temperature of semiconductor surface and thickness of film formed on the surface | |
Fahrenfort | Attenuated total reflection: A new principle for the production of useful infra-red reflection spectra of organic compounds | |
SU1392530A1 (en) | Method of checking thickness of layers in making interference coatings | |
Hasegawa et al. | Effect of Substrates on the Infrared External Reflection Spectra of Langmuir-Blodgett Films. | |
SU1612246A1 (en) | Method of determining moisture content of thin-layer dielectric coatings |