SU815484A1 - Устройство дл контрол тонкихплЕНОК - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быт использовано в электронной и радиотехнической промышленности дл  неразрушающего контрол  толщины и показатл  преломлени  тонких пленок на подложках , в частности в процессе изготовлени  полупроводниковых и интегральных микросхем.

Известно устройство дл  контрол  тонких пленок методом СВЧ, которое содержит излучающий тракт, состо щий из источника линейно-пол ризованного СВЧ излучени , вращател  плоскост пол ризации и пол ризатора, и приемный тракт, состо щий из анализатора и применика излучени . Толщина пленки определ етс  по измеренным эллипсометрическим параметрам отраженной волны 1.

Однако это устройство имеет ограниченную чувствительность,поскольку она уменьшаетс  с увеличением длины излучени . Кроме того, во многи}Г случа х возникает необходимость конт ролйровать пленки в более длинноволновом диапазоне (непрозрачные, фоточувствительные слои и т.д.), а с помощью известного устройства это сделать нельз .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  контрол  тонких пленок, .содержащее излучающий тракт, состо щий из последовательно расположенных источника линейно-пол ризованного излучени , вращател  плоскости пол ризации и призмы полного внутреннего отражени , приемный тракт, состо щий

0 из последовательно расположенных призмы полного внутреннего отражени , анализатора и приемника излучени  2 .

Однако указанное устройство обладает недостаточной высокой чувствитель5 ностью контрол  дл  практических целей .

Цель изобретени  - повышение чувствительности контрол .

Поставленна  цель достигаетс  тем,

0 что устройство снабжено трехгранной призмой нарушенного полного внутреннего отражени , расположенной между призмами полного внутреннего отражени  трактов.

5

Кроме того, призма нарушенного полного внутреннего отражени  выполнена с углом при основании d а res in И 2 показатель преломлени  материала этой призмы относитель0 но окружающей призму среды, а боковые

грани этой призмы ориентированы перпендикул рно падающему и выход щему из нее излучению.

На чертеже изображена принципиальна  схема устройства дл  контрол  тонких пленок.

Устройство содержит излучающий тракт, состо щий из последовательно расположенных источника 1 линейно-пол ризованного излучени , вращател  2 плоскости пол ризации , призмы 3 полного внутреннего отражени , приемный тракт, состо щий из последовательно расположенных призмы 4 полного внз треннего отражени , анализатора 5 и приемника 6 излучени ,трехгранную призму 7 нарушенного полного внутреннего отражени , расположенную между призмами 3 и 4, контролируемый образец 8, представл ющий собой пленку толщиной d, нанесенную на подложку.

Устройство работает следующим образом .

Излучение с длиной волны X от источника 1 линейно-пол ризованного излучени  проходит вращатель 2 плоскости пол ризации, который устанавливает необходимую плоскость пол риз ции падающего излучени ,и попадает в призму 3 полного внутреннего отражни , котора  направл ет электромагнитное излучение перпендикул рно к боковой грани трехгранной призмы 7 нарушенного полного внутреннего отражени  с углом при основании, равным оС а res in ng/i , где n 2 показатель преломлени  материала призмы 7 относительно внешней среды. Призма

7установлена таким образом, что ее основание расположено параллельно контролируемому образцу 8 на рассто нии 6,где ct-f Л.

Линейно-пол ризованна  электромагнитна  волна, выход  из призмы 7, преломл етс  с углом преломлени , paBHfcJM критическому.

В результате в зазоре между основанием призмы 7 и подложкой образца.

8создаютс  услови  дл  преобразовани  объемной электромагнитной волны в поверхностную, распростран ющуюс  вДоль поверхности подложка-воздух . Наличие тонкой пленки на поверхности подложки, сильно вли ет

на услови  возбуждени  и распространейи  поверхностной волны вдоль раздела подложка-воздух, а следовательно, на изменение пол ризационных характеристик отраженной волны по отношению к падающей.

в этом же зазоре призма-подложка происходит обратное преобразование поверхностей волны в объемную, котора  под углом падени  отражаетс  от основани  призмы 7 и попадает в призму 4 полного внутреннего отражни , котора  направл ет отраженное излучение в анализатор 5, соединенный с приемником 6, где измер ют

пол ризационные характеристики отраженной волны относительно падавощей , по которым можно контролировать толщину тонкой пленки при известных свойствах сло  и, подложки и, наоборот , т.е. свойства сло  при известной толщине.

Введение в устройство 7 нарушенного полного внутреннего отражени  создает услови  возбуждени  поверхностей волны в зазоре призма-подложка, которые существенно завис т от наличи  пленки на подложке . Поэтому по вл етс  зависимость пол ризационных характеристик электромагнитной волны к толщине и свойствам пленки на подложке. В результате этого повышаетс  чувствительность устройства к тонким пленкам . Рассто ние между призмой и контролируемым образцом d определ етс  экспериментально из услови  максимальной чувствительности одного из измер емыхэллипсометрических параметров к толщине контролируемой пленки.

Предлагаемое устройство позвол ет повысить чувствительность контрол  и контролировать более тонкие пленки а также позвол ет повысить точность определени  толщины и показател  преломлени  тонких пленок на подложках.

Claims (1)

1.Устройство дл  контрол  тонких пленок, содержащее излучающий тракт, состо щий из последовательно расположенных источника линейно-пол ризованного излучени , вращател  плоскости пол ризации и призмы полного внутреннего отражени , приемный тракт, состо щий из последовательно расположенных призмы полного внутреннего отражени , анализатора и приемника излучени , отличающеес  тем, , с целью повышени  чувствительности контрол , оно снабжено трехгранной призмой нарушенного полного внутреннего отражени , расположенной между призмами полного внутреннего отражени  трактов.

2,Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с   тем, что призма нарушенного пЪлного внутреннего отражени  выполнена с углом при основании

ot а res in П2,где П2 показатель преломлени  материала этой,призмы относительно окружающей призму среды , а боковые грани этой призмы ориентированы перпендикул рно падагацему и выход щему из нее излучению.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Новые физические методы неразрушакщего контрол  качества продукции . Сборник. М,, 1977, с, 45-49.

2,Патент США № 3874797,

кл. G 01 N 21/40, 1975 (прототип).