SU1747877A1 - Интерференционный способ измерени толщины полупроводниковых слоев - Google Patents
Интерференционный способ измерени толщины полупроводниковых слоев Download PDFInfo
- Publication number
- SU1747877A1 SU1747877A1 SU904796932A SU4796932A SU1747877A1 SU 1747877 A1 SU1747877 A1 SU 1747877A1 SU 904796932 A SU904796932 A SU 904796932A SU 4796932 A SU4796932 A SU 4796932A SU 1747877 A1 SU1747877 A1 SU 1747877A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- radiation
- layer
- thickness
- reflected
- intensity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл определени толщины полупроводниковых слоев (прозрачных пленок) в электронной промышленности (в частности, дл измерени толщины мембран в тензодатчиках). Кроме того, изобретение может быть использовано в приборостроении и машиностроении: Целью изобретени вл етс повышение производительности измерений.На измер емый слой направл ют монохроматическое излучение, регистрируют отраженное излучение . Измен ют угол падени излучени и получают угловую зависимость интенсивности отраженного излучател Толщину сло определ ют по угловому рассто нию между экстремумами полученной зависимости. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. ного света при его отражении от исследуемого объекта. Поэллипсометрическим параметрам - углам А и ty - суд т о толщине измер емой пленки. Известен также способ измерени толщины полупроводниковых слоев, основанный на влении интерференции, заключающийс в том. что на измер емый слой направл ют излучение с широким спектром длин волн оптического диапазона; отраженное слоем (или прошедшее через него) излучение пропускают через монохро- матор, регистрируют его интенсивность, пу2 v| 00 VI VI
Description
тем сканировани монохроматором по длинам волн получают спектральное распределение интенсивности отраженного слоем (или прошедшего через него) пучка и по спектральному рассто нию между экстремумами полученной зависимости определ ют толщину сло .
Однако данный способ характеризуетс недостаточной дл производственных условий скоростью измерений. Монохроматор выдел ет из всего спектра источника излучени лишь малую часть потока излучени , имеющую заданную длину волны, из-за этого интенсивность регистрируемого излучени уменьшаетс , и дл получени достаточно информативного на фоне шумов сигнала приходитс снижать скорость сканировани .
Так,1 в спектрофотометре ИКС-29 врем прохода по всему спектру составл ет от единиц до дес тков минут. Это приводит к большой длительности процесса измерений и делает способ неприменимым при массовом контроле полупроводниковых слоев в производственных услови х.
Цель изобретени - повышение производительности измерени .
Поставленна цель достигаетс тем, что на измер емый слой направл ют монохроматическое излучение, а затем регистрируют отраженное от сло (или прошедшее через него) излучение и путем измерени угла падени излучени на измер емый слой получают угловую зависимость интенсивности отраженного слоем (или прошедшего через него) излучени , а по угловому рассто нию между экстремумами полученной зависимости определ ют толщину сло .
Согласно общей теории интерференции коэффициент отражени излучени Q вл етс функцией угла падени (при заданном значении толщины отражающего сло ). При изменении толщины сло картина углового распределени интенсивности отраженного излучени измен етс .
На фиг. t-и 2 сопоставлены картины угловой зависимости отраженного излучени (Q - f (р), где Q - коэффициент отражени ; р- угол падени луча на образец) дл двух значений толщины сло кремни : d 5 мкм и d - 15 мкм.
Проведенные расчеты дл целого р да толщины кремни в описанной системе по- зволют выделить следующую закономерность . Дл всех толщин сло кремни на всех угловых зависимост х интенсивности отраженного сигнала имеетс минимум, очень близкий к углу, равному 30°. Разность Д0 между этим углом и углом следующего
за этим минимумом следующим максимумом интенсивности, как следует из данных, подчин етс закономерности, котора изображена в виде функции Д f(d) на фиг.
3.
Таким образом, если определить угловую зависимость коэффициента отражени (Q), падающего на образец излучени дл искомой толщины сло пленки кремни (или
другого прозрачного материала дл выбранной длины волны), то из этой угловой зависимости определ ют разность углов Д и по графику Ар f(d), изображенному на фиг, 3, наход т толщинупленки d.
Измерение угловой зависимости коэффициента отражени можно производить намного быстрее, чем сканирование по длине волны по известному способу, так как в отличие от известного можно использовать
монохроматический неперестраиваемый источник излучени , который имеет большую интенсивность луча. Тем самым, дл получени равного отношени сигнал-шум в предлагаемом способе требуетс меньше
времени измерени , чем в известном.
Способ реализуетс устройством, изображенным на фиг. 4.
Устройство содержит источник 1 монохроматического излучени (лззер), блок 2,
предназначенный дл направлени луча в исследуемую точку образца 3 и изменени угла падени луча (например, пантограф с подвижными зеркалами), а также дл направлени отраженного луча 4 на фотоприемник 5, и блок 6 регистрации.
Устройство,реализующее предлагаемый способ,работзет следующим образом. От источника 1 излучение через блок 2 поступает на образец 3, толщину сло которого необходимо измерить. Отраженный от образца 3 луч 4 попадает (через блок 2) на фотоприемник 5, от которого поступает сигнал на блок 6 регистрации.
С помощью предлагаемого устройства,
измен угол падени луча, снимают угловую зависимость величины сигнала фото- приемника 5 от угла падени луча, определ ют угловое рассто ние между экстремумами полученной зависимости и по
нему с помощью заранее построенной калибровочной кривой определ ют толщину сло .
Claims (2)
1. Интерференционный способ измерени толщины полупроводниковых слоев, заключающийс в том, что направл ют на слой излучение, регистрируют интенсивность отраженного излучени , определ ют положение его экстремумов и по рассто нию между
ними суд т о толщине полупроводникового сло , отличающийсй тем, что, с целью повышени производительности измерений , на слой направл ют под разными углами монохроматическое излучение, регистрацию излучени производ т дл разных углов падени излучени в выбранной точке поверхности сло , перед проведением измерений стро т калибровочную зависимость интенсивности регистрируемого
0
излучени от угла, определ ют угловые положени экстремумов, а о толщине Сло суд т по угловому рассто нию между ними.
2. Способ поп 1,отличающийс тем, что о толщине сло суд т по угловому рассто нию между минимумом интенсивности регистрируемого излучени , расположенным вблизи угла 30°, и ближайшим к нему максимумом.
d 5 fiKn
О
Фиг.1
flm. ед
0.9 0,8 0,7 0.6
0,5 0,4 0,3 0,24
0,1
At9
w
20
tsA
Q
25 фиг J
d 15 nun
T-r -r -T-t-r-r-, , , ,
30 W 50
fQ Tt
Фиг. 2
50
с/, мм
Фиг.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904796932A SU1747877A1 (ru) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Интерференционный способ измерени толщины полупроводниковых слоев |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904796932A SU1747877A1 (ru) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Интерференционный способ измерени толщины полупроводниковых слоев |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1747877A1 true SU1747877A1 (ru) | 1992-07-15 |
Family
ID=21499127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904796932A SU1747877A1 (ru) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Интерференционный способ измерени толщины полупроводниковых слоев |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1747877A1 (ru) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5909282A (en) * | 1996-05-31 | 1999-06-01 | Tropel Corporation | Interferometer for measuring thickness variations of semiconductor wafers |
| US5963329A (en) * | 1997-10-31 | 1999-10-05 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for measuring the profile of small repeating lines |
| US6713753B1 (en) | 2001-07-03 | 2004-03-30 | Nanometrics Incorporated | Combination of normal and oblique incidence polarimetry for the characterization of gratings |
| US6898537B1 (en) | 2001-04-27 | 2005-05-24 | Nanometrics Incorporated | Measurement of diffracting structures using one-half of the non-zero diffracted orders |
| US6949462B1 (en) | 2002-04-04 | 2005-09-27 | Nanometrics Incorporated | Measuring an alignment target with multiple polarization states |
| US6982793B1 (en) | 2002-04-04 | 2006-01-03 | Nanometrics Incorporated | Method and apparatus for using an alignment target with designed in offset |
| US6992764B1 (en) | 2002-09-30 | 2006-01-31 | Nanometrics Incorporated | Measuring an alignment target with a single polarization state |
| US7061615B1 (en) | 2001-09-20 | 2006-06-13 | Nanometrics Incorporated | Spectroscopically measured overlay target |
| US7115858B1 (en) | 2000-09-25 | 2006-10-03 | Nanometrics Incorporated | Apparatus and method for the measurement of diffracting structures |
-
1990
- 1990-02-28 SU SU904796932A patent/SU1747877A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Резвый P.P. Эллипсометри в микроэлектронике. М.: Радио и св зь, 1983. Ржанов А.В. и др Основы эллипсомет- рии. Новосибирск, Наука, 1979. Эллипсометри и пол ризованный свет/Под ред. Ржанова А В М.: Мир, 1981, с. 583. Батавин В.В. и др. Измерение парамет-ч ров полупроводниковых материалов и структур. М.: Радио и св зь, 1985, с. 264, Просветление оптики/Под ред. Гребенщикова И.В. М.-Л., 1946 Ландау Л.Д., Лиф- шиц Е.М. Электродинамика сплошных сред.- М.: Мир, 1962. Павлов Л.П, Методы измерени параметров полупроводниковых материалов1. М., 1987, с. 239. Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл определени толщины полупроводниковых слоев (прозрачных пленок) в электронной промышленности, в частности дл измерени толщины мембран в тензодатчиках, и может быть использовано в приборостроении и машиностроении. Известны -неразрушающие способы измерени толщины тонких прозрачных пленок, в частности способ лазерной эллипсометрии, основанный на анализе изменени пол ризации пучка пол * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5909282A (en) * | 1996-05-31 | 1999-06-01 | Tropel Corporation | Interferometer for measuring thickness variations of semiconductor wafers |
| US5963329A (en) * | 1997-10-31 | 1999-10-05 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for measuring the profile of small repeating lines |
| US7115858B1 (en) | 2000-09-25 | 2006-10-03 | Nanometrics Incorporated | Apparatus and method for the measurement of diffracting structures |
| US7372565B1 (en) | 2000-09-25 | 2008-05-13 | Nanometrics Incorporated | Spectrometer measurement of diffracting structures |
| US6898537B1 (en) | 2001-04-27 | 2005-05-24 | Nanometrics Incorporated | Measurement of diffracting structures using one-half of the non-zero diffracted orders |
| US6713753B1 (en) | 2001-07-03 | 2004-03-30 | Nanometrics Incorporated | Combination of normal and oblique incidence polarimetry for the characterization of gratings |
| US7061615B1 (en) | 2001-09-20 | 2006-06-13 | Nanometrics Incorporated | Spectroscopically measured overlay target |
| US6949462B1 (en) | 2002-04-04 | 2005-09-27 | Nanometrics Incorporated | Measuring an alignment target with multiple polarization states |
| US6982793B1 (en) | 2002-04-04 | 2006-01-03 | Nanometrics Incorporated | Method and apparatus for using an alignment target with designed in offset |
| US7230705B1 (en) | 2002-04-04 | 2007-06-12 | Nanometrics Incorporated | Alignment target with designed in offset |
| US7236244B1 (en) | 2002-04-04 | 2007-06-26 | Nanometrics Incorporated | Alignment target to be measured with multiple polarization states |
| US6992764B1 (en) | 2002-09-30 | 2006-01-31 | Nanometrics Incorporated | Measuring an alignment target with a single polarization state |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4999014A (en) | Method and apparatus for measuring thickness of thin films | |
| US4826321A (en) | Thin dielectric film measuring system | |
| US4555767A (en) | Method and apparatus for measuring thickness of epitaxial layer by infrared reflectance | |
| US5241366A (en) | Thin film thickness monitor | |
| US4254337A (en) | Infrared interference type film thickness measuring method and instrument therefor | |
| US4859062A (en) | Optoelectrical measuring system and apparatus | |
| CN102589452B (zh) | 测量薄膜厚度和折射率的方法及装置 | |
| US5543919A (en) | Apparatus and method for performing high spatial resolution thin film layer thickness metrology | |
| EP0150945A3 (en) | Method and apparatus for measuring properties of thin materials | |
| CN107976263B (zh) | 光热反射测温方法及系统 | |
| EP0249235A2 (en) | Film thickness-measuring apparatus using linearly polarized light | |
| EP0165722B1 (en) | Film thickness measuring apparatus | |
| US5526117A (en) | Method for the determination of characteristic values of transparent layers with the aid of ellipsometry | |
| US20020140938A1 (en) | Measuring apparatus | |
| US3645623A (en) | Apparatus for monitoring film thickness by reflecting a light beam from the film surface | |
| SU1747877A1 (ru) | Интерференционный способ измерени толщины полупроводниковых слоев | |
| JPH0678892B2 (ja) | 被膜厚さ測定器 | |
| CA2108422A1 (en) | Dual interferometer spectroscopic imaging system | |
| US4647205A (en) | Method and interferometer for the measurement of short distances | |
| US3664739A (en) | Method and device for measuring strain and other changes in dimension | |
| CN111998782A (zh) | 光学测量装置及方法 | |
| US7295325B2 (en) | Time-resolved measurement technique using radiation pulses | |
| CN111076668A (zh) | 用于纳米厚度SiO2厚度的差分反射光谱测量方法 | |
| JPS61182507A (ja) | 膜厚測定装置 | |
| JP3864719B2 (ja) | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |