Способ контроля толщины материала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при травлении или формировании слоев полупроводниковых материалов. Цель изобретения - повышение точности контроля полупроводниковых слоев путем исключения интерференционных эффектов. Выполняют светочувствительный слой фотоприемника таким, что длинноволновый скат характеристики его спектральной чувствительности расположен в области длин волн, ограниченной краем полосы фундаментального поглощения контролируемого полупроводникового материала. что позволяет исключить интерференционные эффекты из процесса измерений. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 В 11i06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ВЕ0>И1,:,6

1 - «.". ь ЙЩ

Б1: Б/ I r ; Q,,, А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4361897/28 (22) 14.12,87 (46) 07.01.91. Бюл. ЛЬ 1 (71) Харьковский государственный университет им. А.М. Горького и Научно-производственное объединение "Орион" (72) П.В. Демченко, В.В. Окороков, С.А, Швець, Ю.А. Сазонов и В.Н. Северцев (53) 531.717.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 246085, кл. G 01 В 11/06, 1968. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ MATEPVIAJIA (57) Изобретение относится к измерительИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при травлении или формировании слоев полупроводниковых материалов для контроля толщины.

Цель изобретения — повышение точности контррля полупроводниковых слоев путем исключения интерференционных эффектов.

На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующего способ контроля; на фиг. 2— характеристика спектральной чувствительности светочувствительного слоя фотоприемника р(Х) и спектральная характеристика светопропускания контролируемого материала Т(А).

Устройство содержит широкополосный источник 1 оптического излучения, фотоприемник 2, расположенный в прошедшем контролируемый слой 3 полупроводникового материала пучке излучения, фотоприемник

2 соединен со средствами 4 регистрации и обработки сигнала фотоприемника. Кроме того, обозначены длина волны А (фиг, 2), „„5U „„1619015 А1 ной технике и может быть использовано при травлении или формировании слоев полупроводниковых материалов. Цель изобретения— повышение точности контроля полупроводниковых слоев путем исключения интерференционных эффектов. Выполняют светочувствительный слой фотоприемника таким, что длинноволновый скат характеристики его спектральной чувствительности расположен в области длин волн, ограниченной краем полосы фундаментального поглощения контролируемого полупроводникового материала, что позволяет исключить интерференционные эффекты из процесса измерений. 2 ил, Ф«

° щ длинноволновый скат характеристики 5 спектральной чувствительности светочувствительного слоя фотоприемника, край полосы 6 фундаментального поглощения контролируемого полупроводникового материала (интервал Il) kg ), Материал светочувствительного слоя фотоприемника 2 выполнен таким, что длинновол новый скат характеристики 5 его спектральной чувствительности расположен в области длин волн, ограниченной краем полосы 6 фундаментального поглощения контролируемого полупроводникового материала.

Способ реализуется следующим образом.

Световой поток от широкополосного источника 1 оптического излучения пропускает через контролируемый полупроводниковый слой 3, при этом происходит спектральное ограничение коротковолновой составляющей указанного светового потока в соответствии с кривой Т(А ) Далее световой поток поступает на фотоприемник 2, который спектряльно ограничивает контролируемый световой поток с длинноволновой стороны в соответствии с характеристикой 5 спектральной чувствительности светочувствительного слоя фотоприемника p(iL). Таким образом, d ормируется спектральная полоса ре- гистрируемого светового потока в области края полосы 6 фундаментального поглощения контролируемого полупроводникового

,атериала (Л1 — Лг ) .

При изменении толщины контролируемого полупроводникового слоя 3 изменяется угол наклона Т(Л ) по закону Бугера-Ламберта-Бэра, В соответствии с этим изменяется и сигнал, снимаемый с фотоприемника 2 и поступающий далее на средства регистрации и обработки сигнала фотоприемника 4.

Повышение то юсти кон роля является результатом широкополосности измеряемого оптического сигнала, связанного с контролируемой толщиноч полупроводникового слоя, т. е, нечувствительности к интерференционным эффектам, В общем виде величину сигнала фотоприемника можно представить в виде

Лг

u = f 1. (Л) З р(Л)ТЕК(Л),1) Л, Ф где 0 — величина сигнала фотоприемника;

1о(Л ) — интенсивность излучения широкополосного источника на данной длине волны Л

S — интегральная чувствительность фотоприемника; р (Л ) — спектральная чувствите".ьность светочувствительного слоя фотоприемника;

Т(К(Л),l) = е к Ql1,â соответствии с законом Бугера-Ламберта-Бэра, величина пропускания контролируемого полупроводникового слоя на данной длине волны;

К(it ) — коэффициент поглощения контролируемого полупроводникового слоя на даннсй длине волны;

I — толщина контролируемого полупроводникового слоя.

При использовании материала светочувствительного слоя фотоприемника из материала, идентичного контролируемому, спектральная чувствительность в области

5 края полосы фундаментального поглощения у (Л) = 1 — ехр (— К (Л) а ), где а — константа, определяемая конструкцией фотоприемника. Тогда

10 а

IIII+ а ) где С вЂ” константа, определяемая видом контролируемого материала, параметрами f5 источника оптического излучения, интегральной чувствительностью светочувствительного слоя фотоприемника.

Идентичность материала светочувствительного слоя фотоприемника и контролиру20 емого слоя упрощает подбор пары слой— фотоприемник, так как в этом случае длинноволновый скат характеристики спектральной чувствительности светочувствительного слоя фотоприемника заведомо расположен в об25 ласти длин волн, ог раниченной краем полосы фундаментального поглощения контролируемого полупроводникового материала.

В других случаях вид зависимости U =

-U (1) определяется экспериментально.

30 Формула изобретения

Способ контроля толщины материала, заключаюшийся в том, что направляют световой поток на материал, с помощью спектрального прибора регистрируют величину

35 интенсивности, прошедшего через материап светового потока, и.по результатам обработки судят о толщине, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности контроля полупроводниковых слоев, для ре40 гистрации интенсивности прошедшего слой светового потока в качестве спектрального прибора выбирают фотоприемник с длинноволновым скатом характеристики его спектральной чувствительности, расположенной

45 в области длин волн, ограниченной краем полосы фундаментального поглощения слоя, 1619015

Ж0,7(л)

Составитель В. Климова

Редактор Н.Бобкова Техред М.Моргентал Корректор M.Øàðîøè

Заказ 35 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101