Интерференционный способ определения показателя преломления и показателя поглощения

(19 1 з 601 й 2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к оптике, технитвенно к неразисследования микроэлектрониетение относизике, преимущим методамов, в частности Изоб еской ф ушающ материал е. Цельюние классаных пластолщинойний. а схема измерепропускания; на ексного преобраНа фиг.1 представления спектров отраженияфиг.2 - вид модуля компл ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Центр автоматизации научных исследований и метрологии АН МССР(56) Авторское свидетельство СССР М 12113398, кл. 0 01 М 21/45, 1986.Кеппей А. Ерзтеи, ОачЫ К. Мзевег, апб Оеогце О. Чегпзтгопч, Орекса рагапзе 1 егз о 1 аЬзогЫп 9 зегпсопбцКтогз 1 гогп сгапзгп зз 1 оп апб гейесбоп. - АррПеб Орбсз, чо. 26, М 2, 1987, р. 294-299.(54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ(57) Изобретение относится к технической физике, в частности к нераэрушающим методам контроля качества полупроводникозобретения является расширеисследуемых плоскопараллельин на пластины с меньшей ри упрощении процесса измере 1659792 А 1 вых структур в микроэлектронике, Цель изобретения - расширение класса исследуемых плоскопараллельных пластин на пластины с меньшей толщиной при упрощении определения показателей преломления и поглощения плоскопараллельной пластины, Измеряют интерференционный спектр пропускания или отражения при угле падения излучения 6 - 70 и решают итерационным методом систему уравнений, связывающих эти показатели с расчетными и экспериментальными данными, 8 качестве расчетных и экспериментальных данных используют отношения интенсивностей и разности координат последовательных рефлексов на расчетной интерферограмме и на экспериментальной интерферограмме, ф полученной комплексным Фурье-преобразованием фрагмента интерференционного спектра пропускания или отражения в исследуемом диапазоне независимо от степени поглощенияв этом диапазоне, 2 ил. зования Фурье экспериментальной и расчетной интерферограмм.Устройство для реализации способа содержит источник 1 света, зеркальные обьективы 2 и 3, поворотные зеркала 4, 5 и 6, монохроматор 7, соединенный с приемно- усилительным блоком 8, выход которого соединен с вычислительным комплексом 9. Исследуемый образец 10 может располагаться в приставке в двух положениях, обеспечивающих регистрацию спектра в прошедшем и отраженном от него излучении. На фиг,2 - кривая 11 соответствует-1соотношени 8 сигнал)ул 100, УГОЛ падеНИя Ичлуче Н(4 я Выбирав кя В ГИ,:)ПЭ-О 1(э Одо 70, прчем ни)К 4 лЙ 6(.о предел Оределяется па(;.аметоами приставки а верхний -В 8 личинОи угэ Б)юствоэ 1 ля исслевувмоГОматериала,Получ(,иная СГ 8 к Грал ьна 51 крлвэя ОБОВбзтывается фрагм 8 Ггвми по 409 с ток, эккак ОсьОенОЙ лнтеГ)Эл преобрээОВЭнляфурЬ 8, дог ж(хн ВьЧ 1-Ля"("я В Г 8("КОК ВЧ 1;1,(пределах, а диагазсн 4 змере(чг спекграконечен, для подавления возникаюших побочных мэ;(симумов х 1 тзг)ферогрэхГ-, пооВодИТСя Операция ЭГодЛЗацИИ )Гх)",О)К 61 Лвна Весовую функцию.1(эждь Й фрэГме 1 т ЭГОдиэиру тся с пгМОШЬЮ З(Одх)эацЛОННОЙ фуНКцииЭусссполушириной 8 см, цэ г)1 р(1 анн -: о,:-осительно )еоед 1 нь,)рай г(ентэ, почегоВЫПОЛНявтСя КС(х)ПЛ 6(СНОВ ,урЬ 8-Ир;( Бвазование (раз)егэост(: 40(ЗБ точек 1, В 1 )лу(ехной интербе ОГ:Зиме автомат 4 че(,к(прОГрэммЙ Опред 8 ляк)г.я величинь Отнод(ЕНИЯ х Э 1 Н6 Ь()НО,;И Перво О реЛе(СЗАл к интенсивности нулевого А,це-Трального максимума) И рЗССТОЯ Ле Й э Ме) (ду Э ГИМИ рефяеКСЭМИ С КоорДИНЭТЭМИ Х 1 И,)",О э =;1 "ХОВыражение для расчета тесретического спектра поопускзния гредстэвляет собой отношение квадрата модуля амплитуды прошедшего све.а к квэдра.у амплитуды пада(ощего света.(омплекснуО В 1 хгЛитуд( ПрОШ 8 ДШ 8 ГО света получают путем сумилоования бесконечного числа вкладов, отвечающих многокраоу Отрав(ению световой вол слоистой структуре, При этом амплиту,алые коэффициенты Отрэя(8 ния и п)Опускания ВЫЧИСЛЯЮТСЯ ПО фе 3 МУЛЭМ ХРЕНВЛ 51 ДЛЯ сред с поглощением; учетом комплексного характера параметров фз:оного набега,НЭЧЭЛЬНЬИ РЭСЧЕТНЫИ СПВКТР ПООПУСКания вычисляется ло формуле 9792 4Я 2+8 -1 4 К-ЙГ- .4 1 хх гол 41 )Д ВК) (4 х 1 пд 11где Т - пропускание исследуемого материа 5 ла;.- волновое число, см- толщина материала,и, Е - соответственно показатели преЛОМЛВНИЯ И ПОГЛОЩЕНИЯ,10 Показателям преломления и поглощения задавались следующие начальные значения п = по- - З,О, К = Ео= О, Расчетный спектрОбрабатывался аналогично экспериментальному, получая Ер и Ьр, Затем итераци 15 онным способом решалась системауоавнений, нелинейных относительно и и 1 20Итерационный процесс прекращается тогда, когда найденные значения и и 1 обеспечивают совпадение левых и правых частейуравнений слстемы с заданной точностью,Пои вьшеуказанных начальных параметрах итерационный процесс завершилсяза 7 циклов, Полученные расчетные значения соответствуют характеристикам образца, Способ поодемонстрирован на30 однослойной структуре, но его применениенаиболее эффективно для многослойныхструктур.Использование способа в электроннойпромышленности В качестве неразрушаю 35 ще.о метода контроля качества полупроводниковых структур на начальных стадияхтехнологического процесса их создания позволит существенно повьсить процент выхода годньх издегий,40Фсрмула изобретения Интерференционный способ определенля показателя преломления и показателя поглощения, включающий направление на образец, выполненный в виде плоскопараллельной пластины, светового потока, регистрациа ее интерференционного спектра и определение показателей преломленения и поглощения путем решения итерационным 50 методом системы уравнений, связывающихэти показатели с параметрами расчетного и зарегистрированного интерференционных спектров,отл и чаю щий сятем, что, с целью расширения класса исследуемых 55 плоскопараллельных пластин на пластины сменьшей толщиной при упрощении процесса измерения, направляют световой поток на исследуемую пластину под углом 0, удовлетворяющим соотношению6 О ( а ( агс 19 и макс где пмво - максимальное значение измеряемого показателя преломления, регистрируют интерференционный спектр пластины в прошедшем или отраженном от нее спектре,измеряют отношение интенсивностей и разность координат последовательных рефлексов на полученной и расчетной интерферограммах, полученных комплексным Фурье-преобразованием расчетного и зарегистрированного интерференционных спектров, а показатели преломления и 5 поглощения пластины определяют путемрешения итерационным методом системы уравнений, связывающих эти показатели с отношением интенсивностей и разностью координат последовательных рефлексов на 1 О интерферограммах.