Способ определения толщин тонкопленочных структур

(51)5 6 01 В 86 ЕТЕНИЯ Н П го маСР ли /02. 1972, 164, кл микро200.ОЛЩИН итель но дл ние относится к измможет быть ивпользоного контроля тонк имеющих сложную м Изобрет ной технике и высоколокал ных структур гию,рительано для пленоч- орфолоГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Московский институт электроншийостроения, (56) Авторское свидетельство ССВ 358613, кл. 6 01 В,11/06, опубМеждународная заявка 1 ч. 866 01 й 23/233, опублик, 1986.Броудай И. Физическиеосновытехнологии. - М,: Мир, 1985, с, 198(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Т(57) Изобретение относится к измной технике и может быть использо Цель изобретения - повышение достоверности определения при анализе слоев, имеющих перемен ную толщину.На чертеже приведены внешний вид тестируемой структуры и зависимость амплитуды регистрируемого сигнала от положения потока электронов на поверхности структуры, где обозначены зондирующий поток 1 электронов, регистрируемое рентгеновское излучение 2, тестируемый пленочный слой 3, подложка 4, область 5 генерации информационного рентгеновского излучения,Примером конкретного выполнения способа является определение профиля завысоколокального контроля тонкопленочных структур, имеющих сложную морфологию. Цель изобретения - повышение достоверности оп редел ения тол щин и ри анализе слоев, имеющих переменную толщину, Структуру облучают сфокусированным электронным пучком и регистри)уют рентгеновское излучение, генерируемое подложкой с двумя длинами волн, лежащими соответственно в областях наименьшего и наибольшего поглощения рентгеновского излучения материалом пленки, а сфокусированный электронный поток позиционируют в пределах участка,.регистрируемый сигнал с которого имеет постоянную амплитуду. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. полнения и карманов подложки оксидным защитным слоем, сформированным на поверхности кремниевой профилированной пластины. Ожидаемый диапазон изменения толщины оксидного слоя лежит в пределах от 0,15 до 2,5 мкм. Исходя из ожидаемой толщины тестируемого слоя, энергию зондирующего потока электронов выбирают равной 35.кэВ. Облучая фрагмент структуры, соответствующей "карману", потоком электронов регистрируют рентгеновское излучение с длиной волны 7,13 А. Фокусируя пучок и перемещая его в пределах указанно- го фрагмента, добиваются появления участка на линии сканирования пучка (см, участок х 1-хг на фигуре). После этого облучают сфокусированным пучком точку пове)хности, лежащую между координатами х 1; х 2; регистрируют интенсивнОсти рентгеновского излучения с длинами волн, соответствую 183548 бщими максимуму прозрачности и поглощения излучения оксидом кремния. Далее измеряют отношение сигнал-шум обоих сигналов; 6,3 и 4,2. После чего по сигналу, имеющему меньшую зашумленность, оце нивают толщину оксидного слоя, заполняющего карман в подложке, Оценка может осуществляться сравнением с эталоном или по номограммам. Более достоверный результат получают, используя эталон, В этом 10 случае в качестве эталона берут структуру, представляющую собой кремниевую подложку со сформированным на ее поверхности клинообразным оксидным слоем,Другой пример заявленного способа "5 предусматривает определение толщины островной пленки серебра, нанесенной на молибденовую подложку. Такая структура является основой серебряно-цезиевых фоточувствительных автоэмиссионных пле ночных систем. В связи с тем, что размеры островков серебра не превосходят десятых долей микрометра, контроль их рентгеновским зондирующим излучением приведет к возникновению погрешности, пропорцио нальной коэффициенту сплошности пленки. Кроме того, из-за возможной "подсветки" серебра рентгеновским излучением материала подложки, в способе-прототипе возникает дополнительная погрешность .из-за Э 0 использования в качестве информационного излучения рентгеновского потока материала тестируемой пленки, Данный же способ свободен от указанных выше источников возникновения погрешности опреде ления толщины слоя, В соответствии со способом облучают электронным пучком с4 энергией электронов 40 кэВ и током в пучке 10 А фрагмент поверхности,сканируют пучок ифокусируют до появления однородных 40 по интенсивности участков, Эти участки=соответствуют островкам серебра. Облучают такой островок и регистрируют характеристическое излучение от молибдена на двухо одлинах волн 5,4 А и 4 А . Выбирают из них имеющее максимальное отношение сигналшум 9,8 и по эталону или по номограммам определяют искомую толщину, равнуюо120 А, В этом случае берут отношение сигналов, полученных на двух длинах волн, и по их отношению с помощью номограмм определяют толщину пленки, Способ позволяет с высокой локальностью и достоверностью проводить контроль тонкопленочных структур с ярко выраженной морфологией;Формула изобретения 1, Способ определения толщин тонкопленочных структур, заключающийся в том, что на объект контроля направляют поток первичного излучения, измеряют амплитуду вторичйого излучения, о т л и ч а ю щ и й с я, тем, что, с целью повышения достоверности при анализе слоев, ймеющих переменную толщину, обьект,контроля облучают потоком электронов и регистрируют возникающее,при этом в подложке рентгеновское излучение с двумя длинами волн, соответствующими областям максимума и минимума поглощения рентгейовского излучения маф териалом пленочного слоя, измеряют отношение сигнал (шум каждого из зарегистрированных сигналов, а толщину слоя определяют по максимальному значению указанного отношейия.2. Способпо п,1,от лича ющийся тем, что первичный поток электронов перемещают в пределах контролируемого участка обьекта, фиксируют изменение амплитуды регистрируемого излучения, фокусируют поток электронов до появления в зарегистрированном сигнале участка с постоянным значением амплитуды сигнала иЙ епозиционируют сфокусированный электронный поток в пределах этого участка,1835486 с Составитель В. Климова эктор С, Кулакова Техред ММоргентал Корректор Н. Кешелиям при ГК оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 2979 ВНИИПИ ГосТираж Подписнрственного комитета по изобретениям и откр 113035. Москва, Ж, Раущская наб 4/5