Способ измерения показателя преломления и дисперсии показателя преломления диэлектрических пленок

(56) Уханов 1 О,И, Оптические свойства полупроводников, - Л.: Наука, 1981, с.68-71.6. Н, В ц-АЬЬ цс 1, Я,А,АТегоч тг, К.М, Ваз 1)агэ,У,А.Лобаи). Мцт рсаэчееидс 1)-аид е о 1 1 псЫеисе е 11 рзоп)есгу: Аррса 11 ои то зИсоп исгбе-дацп) эгзеибо з 1 гцс 1 цгез 1. часццги зепсе апб Тес)пооду. (1983). ч.1, М 2, 619 - 620.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И ДИСПЕРСИИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК(57) Облучают поверхность пленки электромагнитным излучением с несколькими длинами волн Л 1, измеряют параметры эллипса поляризации Ч 1 и Л отрэженного пленкой+ )- Л 1) /и; ) где и+)=п 1 л 1 тэбл,- зи Я+ Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения величины показателя преломления и диэлектрических пленок, в частности, окислов нэ полупроводниках, и может быть ис-пользовано в технологических процессах и нэучных исследования,Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения модельной погрешности при вычислениях.На чертеже представлена схема измерений. На поверхность исследуемогообразца 1 подают электромагнитное излучение от истоникэ 2 излучения, Выделение монохроГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) излучения для каждой Л; и различных углов падения излучения, При этом длины волн используемого излучения выбираются из условия Лп,/4 иб (Лп/4 (и - 1)г, где Лгп, Лп - соответственно минимальная и максимальная длина волны рабочего спектрального диапазона; и - приближенное значение показателя преломления исследуемой пленки; б - толщина пленки, На каждой Л осуществляется поиск и регистрация угла р, при котором А=О или 6=180 при 1 не менее 3, Указанные значения фазового параметра Лсоответствуют выполнению условия б =и) Л/4 (п - з1 р), где и)-/глюбое целое число, и тогда показатель й преломления и нэ 1-й длине волны определяется решением, системы 1-1 уравнений Л(пг - зи р) " = ф + ) мэтической волны производится с помощью спектрального прибора 3. Отраженное образцом излучение регустрируется фотоприемником 4, Оптическая схема, состоящая из поляризатора 5, анализатора 6 и компенсэтора 7 служит для измерения параметров эллипса поляризации Ь, Ч 1 излучения, отраженного от обрэзцэ. Установка позволяет вести измерения при плавно варьируемом угле падения р излучения на образец,Г 3 р и м е р, Образец энодно окисленного арсенида галлия с толщиной окисла б= 760-ф.20 Д устанавливэется нэ предметный1803828 3столик эллипсометра, дополненного арго- новым лазером, излучающим на длинах волн 4765, 4880, 4965, 5017 и 5145 А. Спектральные линии лазера пространственно разделены с помощью дифракционной решетки,Полагая и = 1,8 . 0,2, получим нижележащих слоев определяет преимущества способа при исследовании пленок на малоизученных веществах, Способ отличается простотой матемаческой обработки ре зультатов. При вычислении по приведеннойформуле определяется также дисперсия йокаэателя преломления.Апп = 4765 А/2 1,8 = 645 А,Лщах = 5145 А/2(1,8 - 1) = 826 А.Лазерное излучение с длиной волны Л= 5145 Ь поворотом дифракционной решетки направляется в эллипсометр, Устнавливается угол падения излучения, близкий к скользящему ( р= 90). С помощью оптической системы: поляризатора, анализатора (призмы Глана), компенсатора Сенармона и фото-. приемника регистрируются параметры отраженного излучения Ь,Ч Уменьшают угол паденияр и вновь регистрируют эллипсометрические параметры Ь,Ч. Процесс изменения угла падения с регистрацией эллипсометрических параметров прекращают по полученииЬ 0 ( = 180). Указанные значения фазового параметра Ьсоотвест, вуют выполнению условия б =и Л/4 (п - 3 пу)1 2, где щ - любое целое число, Регистрируют величину угла .р, соответствующую данной точке, Аналогичную процедуру проделывают на остальных спектральных линиях лазера. Полученный набор значений р подставляют в систему уравнений, из которой вычисляют значения п (таблица).Величина дисперсии показателя преломления, также вычисляемая иэ системы уравнений, равна бп/б Я; - 0,158 10 А .Возможность определения показателя преломления диэлектрической пленки без предварительного измерения параметров Формула изобретения 10 Способ измерения показателя преломления и дисперсии показателя преломления диэлектрических пленок, включающий облучение поверхности пленки монохроматическим излучением длинами волн Л поочередно, измерение разности фаэ Л поляризованных компонентов отраженного пленкой излучения для каждой длины волны Л и при различных углах падения излучения, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 20 точности измерений длины волн излучениявыбирают из диапазона ЛП 1 Л Л, гдетоп/4 пс и Лп/4 (и - 1)" )б, ив ориентировочное значение показателя пре ломления исследуемой пленки; б - толщинапленки; на каждой длине волны Л изменяют угол падения и регистрируют угол р, при котором Ь=О или Л 180 прине менее 3, а показатель преломления п на 1-й длине вол ны и дисперсия показателя преломлениябп/д Л определяются из системыуравнений:Л (п - зп 2 р)351803828 Составитель Ю.ГриневаТехред М.Моргентал . Корректор О.Кравцова Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1053 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5