Способ измерения толщины тонких пленок на подложках

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.07.77 (21) 2514557/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Госудзрстеениый кеметет

СССР по делам нзеоретееей и открытий

Опубликовано 05.09.79. Бюллетень №33

Дата опубликования описания 15.09.79 (72) Авторы изобретения

В. А. Конев, Н. Н. Пунько и Н. В. Любецкий

Отдел физики неразрушающего контроля АН Белорусской ССР и Центральное конструкторское бюро с опытным производством

АН Белорусской ССР (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

ТОНКИХ ПЛЕНОК НА ПОДЛОЖКАХ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электронной и радиотехнической промышленности для неразрушающего контроля толщины и свойств пленок при нанесении их на подложки, в частности, для измерения толщины пленок в процессе изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Наиболее близким по технической сущности и изобретению является способ измерения толщины тонких пленок на подложках, заключающийся в том, что линейнополяризованное монохроматическое электромагнитное излучение двух различных длин волн направляют под углом на подложку с измеряемой пленкой, регистрируют отраженное излучение, измеряют и определяют его эллиптичность (1).

Однако известный способ не позволяет обеспечить высокую точность измерений изза сложности соблюдения всех технологических требований при реализации.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что определяют отношение эллиптичностей, и величину девиации, строят номограмму зависимости полученных значений и по номеру градуировочной кривой судят о толщине

5 пленки.

На фиг. 1 показана функциональная схема измерительной установки, реализующей предлагаемый способ; на фиг. 2 — номограмма для определения номера градуировочной кривой по измеренному отношению эллиптичностей ф и величине девиации а; на фиг. 3— градуировочные кривые для определения толщины пленки по измеренной эллиптичности

r, на основной длине волны А1 и известному номеру градуировочной кривой. !

5 Установка содержит генератор 1 линейно-поляризованного монохроматического электромагнитного излучения, фиксирующую линзу 2, модулятор 3, вращатель 4 плоскости поляризации и анализатор 5. Контролируемая подложка 6 с пленкой имеет индекс. Кроме того, установка содержит анализатор 7, приемник 8 излучения, усилитель

9 и синхродетектор 10. Эллиптичность определяется по индикатору 11.

684299

Формула изобретения! айаг. 1

Способ осуществляется следующим образом.

Излучение от генератора 1 проходит фокусирующую линзу 2, модулятор 3, вращатель 4 плоскости поляризации, анализатор

5 и под <р попадает на контрольную подложку 6 с пленкой. Отраженное деполяризованное излучение, пройдя через анализатор 7 попадает на приемник 8, сигнал с которого усиливается усилителем 9 и детектируется на синхродетекторе 10.

Эллиптичность определяется по настройке индикатора 11 по минимуму показаний детектора путем вращения анализатора 7, это соответствует измерению величины малой оси эллипса поляризации, при этом по лимбу анализатора 7 определяется угол, после чего анализатор поворачивается на 90 и по индикатору 11 измеряют большую ось эллипса поляризации.

Зная значения малой и большой оси эллипса поляризации, определяют эллиптичность. Измерения эллиптичностей производят на двух длинах волн. Излучения другой длины волны можно получить от другого генератора или путем перестройки данного генератора (если он этого допускает). Например, если в качестве генератора выбрана лампа обратной волны, то ее перестройка осуществляется простым изменением напряжения на аноде.

Если эллиптичность, измеренная при il,, не равна эллиптичности, измеренной при д, например, в области резонансной линии поглощения подложки или при искусственной модуляции свойств подложки внешним полем, то отношение эллиптичностей, измерен4 нь при л, и 3 > бужет определяться утлом падения, девиацией и другими внешними параметрами, но не будет зависеть от толщины пленки d на подложке для тонких пленок (d< Я ) и будет слабо зависеть от толщины для толстых пленок.

Определив отношение эллиптичностей, измеренных при длинах волн Я, и ilq и зная девиацию (которая измерена ранее), по номограмме (см. фиг. 2) определяют номер градуировочной кривой, по которой на графике (см. фиг. 3) определяют толщину пленки по измеренной эллиптичности на А,.

Предлагаемый способ позволяет измерить толщину тонких пленок на подложках с высокой точностью.

Способ измерения толщины тонких пленок на подложках, заключающийся в том, что линейно-поляризованное монохроматическое электромагнитное излучение двух различных длин волн направляют под углом на подложку с измеряемой пленкой, регистрируют отраженное излучение и измеряют его эллиптичность, отличающийся тем, что, И с целью повышения точности измерения, определяют отношение эллиптичности и величину девиации, строят номограмму зависимости полученных значений и по номеру градуировочной кривой судят о толщине пленки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гребенников И. В. Просветление оптики. М., 1946., с. 70.

684299

3, z

Составитель В. Климова

Редактор С. Головенко Техред О. Луговая Корректор Н. Горват

Заказ 5268/30 Тираж 866 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4