SU754268A1 - Способ определения показателя преломления прозрачной пленки 1 - Google Patents
Способ определения показателя преломления прозрачной пленки 1 Download PDFInfo
- Publication number
- SU754268A1 SU754268A1 SU772540043A SU2540043A SU754268A1 SU 754268 A1 SU754268 A1 SU 754268A1 SU 772540043 A SU772540043 A SU 772540043A SU 2540043 A SU2540043 A SU 2540043A SU 754268 A1 SU754268 A1 SU 754268A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- refractive index
- immersion liquid
- sample
- light beam
- under study
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Изобретение относится к измерительной технике, связанной с оптическими методами контроля свойств тонких пленок.
Известен неразрушающий эллипсометрический способ одновременного определения толщины сЗ и показателя преломления η прозрачной пленки на отражающей подложке, при котором образец, прозрачную пленку на подложке, освещают пучком монохроматического света с заданным состоянием поляризации (при угле падения света 0°<Θ<90®) и измеряют изменение параметров поляризации после отражения света от образца, Показатель преломления п и толщину пленки о! определяют путем численного решения на ЭВМ уравнения эллипсометрии, связывающего измеряемые эПлипсометрические параметры с величинами п и а ИДля точного определения показателя преломления пленки необходима сложная длительная и дорогостоящая процедура
2
нахождения на ЭВМ величины п путем перебора многочисленных вариантов комбинаций величины η и (5 и сравнения рас считываемых и экспериментально измеренных эллипсометрических параметров Кроме того, на точности определения величины η и ά существенно сказываются погрешности определения оптических констант подложки, показателя преломления п и коэффициента экстйщии Я! , которые даже для одного и того же материала могут несколько меняться в связи с невоспроизводимостью процесса обработки поверхности подложки.
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ определения показателя преломления прозрачной пленки осажденной на подложке, использующий разм оцени е образца в кювете, заполнение кюветы иммерсионной жидкостью, освещение образца пучом света, изменение показателя преломления иммерсионной жидкости, измерение параметров отраженного от
754268
образца светового пучка при изменении показателя преломления иммерсионной жидкости, регистрацию момента совпадения показателей преломления иммерсионной жидкости и исследуемой пленки и.
Однако, в данном способе предусматривается независимое измерение показателя преломления жидкости г»о на каждом этапе его изменения (например, при изменении химического состава жидкости) . Это может приводить к снижению точности измерений, так как перенос жидкости в другой измерительный прибор может сопровождаться изменением окружающих условий^ например температуры, влажности и т.п.
Кроме того, независимое измерение показателя преломления жидкости связано с увеличением длительности эксперимента, что ограничивает применение данного способа в качестве способа экспрессного технологического контроля свойств тонких пленок.
Целью изобретения является повышение точности и экспрессности измерений показателя преломления прозрачной 'пленки на отражающей подложке.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе в ту ж кювету устанавливают эталонный образец с известным показателем преломления,
измеряют параметры отраженного от него' светового пучка после момента совпадения показателей преломления иммерсионной жидкости и исследуемой пленки, а о показателе преломления исследуемой пленки судят по формуле
Πθ-Νсобес Θ
ί (4 + 51
где
По - показатель преломления исследуемого образца
У)’ - показатель преломления эталона;
б - угол падения светового пучка;
Ц’э - эллипсометрический параметр эталона;
знак для углов θ>Θβ ;
- для углов θ^θ6; где - угол Брюстера.
Введение в измерительную кювету эталонного образца с известным показателем преломления позволяет существенно сократить длительность, а также повысить точность измерений за счет того, что измерение показателя преломления
иммерсионной жидкости проводится в том же самом процессе, что и регистрация параметров отраженного света, и состояния им*мерсионной жидкости в этих измерениях являются идентичными.
Использование поляриметрических (эллипсометрических) параметров для определения момента совпадения показателей преломления пленки и подложки
Ю позволяет существенно снизить общую экспериментальную погрешность, так как среди известных оптических методов определения оптических свойств тонких пленок метод поляриметрии (эллипсометрии)
15 является наиболее точным.
Одним из примеров реализации данного способа является измерение показателя преломления η пленок двуокиси крем20 ния на кремний. Измерения осуществляют на эллипсометре ЛЭМ-2 (длина волны излучения X =632,8 нм, угол падения света θ =45 ) с помощью специальной кюветы, имеющей входное и выходное
25 окна для прохождения света внутри кюветы. Внутри кюветы устанавливают вращающийся столик, на котором устанавливают два образца с исследуемой пленкой, отличающиеся лишь толщиной пленки З'О^
30 (0,1 и 0,15 мкм), и один эталонный, пластинка из кристалла граната. В качестве иммерсионной жидкости используют смеси вода-глицерин в различном соотношении (соотношение изменяется путем
35 добавления в кювету порций глицерина). При добавлении каждой порции глицерина измеряют эллипсометрические параметры ψ двух образцов с пленкой О (так как иммерсионная жидкость, пленка
40 и эталон прозрачные на длине волны /\ =
=632,8 нм, то параметра можно не определять). При равенстве величин 44 и двух образцов с пленкой 3\0у(что соответствует совпадению значений пока4ί зауеля преломления иммерсионной жидкости η о и пленки О -п) измеряют параметр Ψ эталона ( Ψ э ) и по этому значению определяют величину π -п из соотношения
50
п0-=исоьес Θ·
где N - показатель преломления граната, N =1,859’
©=45° - угол падения света.
Таким образом, устанавливают зависимости показателя преломления пленок
5
754268
6
01от концентрации диффузанта, в частности бора, что позволяет осуществлять контроль содержания диффузанта перед проведением диффузии бора в кремний. 5
Предлагаемое изобретение позволяет существешю сократить сроки и повысить качество экспериментальных исследований свойств тонких пленок, используемых в процессе изготовления полупро- Ю водниковых приборов. Особенно полезным является использование способа для контроля свойств пленок, из которых производится диффузия примеси в полупроводниковые пластины, что позволяет 15 повысить выход годных структур на этой важной.технологической операции. Широкое применение может найти способ при изучении состояния поверхности твердых тел и при определении наличия и свойств 2θ загрязняющих поверхность пленок, а также свойств естественных окисных пленок полупроводников и металлов. Достигаемое в предлагаемом способе повышение точности измерения показателя прелом- 25 ления пленок позволяет улучшить контроль этого параметра при изготовлении сложных оптических устрой ;тв- многослойных тонкопленочных узкополосных фильтров и зеркал, в которых соблюдение требуемой 30 величины показателя преломления слоев
# является основной задачей.
Объединение в едином устройстве двух функций - регистрация совпадения показателей преломления жидкости и 35 пленки и измерение показателя преломления жидкости— обеспечивает простоту, удобство и экономичность всей процедуры измерений. Соответствующая кювета
40
выполняется лишь в качестве приставки к стандартным оптическим приборам, в частности, к эллипсометрам.
Предлагаемое изобретение может найти применение в других областях микроэлектроники, оптики и физики тонких пленок, как 45 в исследовательской прктике, так и при организации технологического контроля.
Claims (1)
- Формула изобретенияСпособ определения показателя преломления прозрачной пленки, осажденной 50на подложке, использующий размещение образца в кювете, заполнение кюветы иммерсионной жидкостью, освещение образца пучком света, изменение показателя преломления иммерсионной жидкости, измерение параметров отраженного от образца светового пучка при изменении показателя преломления иммерсионной жидкости, регистрацию момента совпадения показателей преломления иммерсионной жидкости и исследуемой пленки, измерение показателя преломления иммерсионной жидкости и определение по величине последнего показателя преломленияисследуемой пленки, отличающнйс я тем, что, с целью повышения точности и экспресности измерений, в ту же кювету устанавливают эталонный образец с известным показателем преломления, измеряют параметры отраженного от него светового пучка после момента совпадения показателей преломления иммерсионной жидкости и исследуемой пленки, а о показателе преломленйя исследуемой пленки судят по формулег 2 Ί 4(.7'41где - показатель преломления исследуемого образца;N - показатель преломления эталона;Θ — угол падения светового пучка}- эллипсометрический параметрэталона;знак "+" - для углов Θ <. ©6Σ - для углов б < 0б,где - угол Брюстера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU772540043A SU754268A1 (ru) | 1977-11-03 | 1977-11-03 | Способ определения показателя преломления прозрачной пленки 1 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU772540043A SU754268A1 (ru) | 1977-11-03 | 1977-11-03 | Способ определения показателя преломления прозрачной пленки 1 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU754268A1 true SU754268A1 (ru) | 1980-08-09 |
Family
ID=20731528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU772540043A SU754268A1 (ru) | 1977-11-03 | 1977-11-03 | Способ определения показателя преломления прозрачной пленки 1 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU754268A1 (ru) |
-
1977
- 1977-11-03 SU SU772540043A patent/SU754268A1/ru active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102879337B (zh) | 一种椭圆偏振仪的校准方法 | |
| US4508832A (en) | Ellipsometrically measuring rate of optical change in immunoassay | |
| Landgren et al. | Determination of the optical properties of silicon/silica surfaces by means of ellipsometry, using different ambient media | |
| McCrackin et al. | Measurement of the thickness and refractive index of very thin films and the optical properties of surfaces by ellipsometry | |
| CN102878940B (zh) | 一种包含相位补偿器的椭圆偏振仪的校准方法 | |
| US6894781B2 (en) | Monitoring temperature and sample characteristics using a rotating compensator ellipsometer | |
| Stenberg et al. | A new ellipsometric method for measurements on surfaces and surface layers | |
| SU754268A1 (ru) | Способ определения показателя преломления прозрачной пленки 1 | |
| Azzam | NIRSE: Normal-incidence rotating-sample ellipsometer | |
| Ferrieu et al. | Spectroscopic ellipsometry for the characterization of thin films | |
| US20040233436A1 (en) | Self-calibrating beam profile ellipsometer | |
| McCrackin et al. | Treasure of the past VII: Measurement of the thickness and refractive index of very thin films and the optical properties of surfaces by ellipsometry | |
| Smith | An automated scanning ellipsometer | |
| US7349092B1 (en) | System for reducing stress induced effects during determination of fluid optical constants | |
| Tsuji et al. | Infrared optical constants and absorption intensities of naphthalene single crystal | |
| JPH047852A (ja) | 膜厚測定方法 | |
| Wang | Linear birefringence measurement at 157 nm | |
| Ohlídal et al. | Analysis of semiconductor surfaces with very thin native oxide layers by combined immersion and multiple angle of incidence ellipsometry | |
| Butcher et al. | Some ellipsometric measurements of oxide films on copper | |
| Sümer et al. | Investigating the experimental limits of the Brewster's angle method | |
| Smith et al. | Determination of the thickness and refractive index of films on silicon using split-beam ellipsometry | |
| Beldiceanu et al. | Ellipsometric arrangement for thin films control | |
| SU1126849A1 (ru) | Измерительна чейка дл исследовани диэлектрических параметров жидкостей | |
| Khasanov | Values of the refractive index of bulk quartz | |
| Mahmoud | Accurate study on the surface of an oblique incidence total internal reflection quarter phase retarders and how it affects their performance. |