Устройство для измерения толщины многослойных структур

/р Ч 1) Заяаител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СЛО ИНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР,Изобретение относится к измери= тельной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля толщины слоев многослойных полупроводниковых и других материалов в условиях промышленного производства.Известны устройства для определения толщины тонких слоев, содержащие интерферометр Ц .Однако интерференционный метод эффективен при определении толщины однослойных структур. При увеличении числа слоев интерференционные спектры не поддаются расшифровке.Известны устройства для определения толщины тонких слоев по изменению, параметров поляризованного света (эллипсометрия), отраженного от измеряемой структуры, содержащие источник света, поляризатор, анализатор и Фотоприемник 12.При увеличении числа слоев метод эллипсометрии не дает однозначных результатов. Известно устройство для определения толщины слоев двухслойных структур, содержащее последовательно уста новленные источник света, поляризатор, спектрофотометр. В указанном устройстве регистрируются спектры поляризованного излучения, отраженного от измеряемой структуры, причем испольэуется р- и/или я-поляризация излучения. Полученные спектры сопоставляются с расчетными спектрами; вычисленными для структуры с известными толщинами слоев 131.Недостатком указанного устройства является то, что оно пригодно для определения толщины только одно- двухслойных структур. При увеличении числа слоев резко возрастает объем вычислений и появляется неоднозначность результатов.Цель изобретения - увеличение производительности измерения толщины слоев многослойных структур с числом слоев больше двух.90561Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено угловым кодировщиком поляризатора, кодироящиком длин волн спектрофотометра и последовательно соединенными блоком идентификации, блоком памяти, блоком анализа решений и регистратором; первый вход блока идентификации соединен с выходом углового кодировщика поляризатора, второй вход - 16 с выходом кодировщика длин волн спектрофотометра, третий вход - с выходом спектрофотометра, а управляющий выход соединен со вторым входом блока памяти. ИБлок идентификации выполнен в виде последовательно соединенных задатчика толщины слоев, блока вычис" пения коэффициента отражения и блока сравнения, второй вход блока зв вычисления коэффициента отражения является первым входом блока идентификации, вход задатчика толщины слоев является вторым входом блока идентификации, вход блока сравнения 2 является третьим входом блока идентификации, выход блока сравнения является управляющим, а выход задат. чика толщины слоев - информационным выходом блока идентификации. 39На чертеже приведена структурная схема устройства.Устройство содержит источник света 1, поляризатор 2 с угловым кодировщиком 3, измеряемую многослойную структуру 1, спектрофотометр 5 с кодировщиком 6 длин волн, блок 7 идентификации, блок 8 памяти, блок 9 анализа решений, регистратор 10. Блок 7 идентификации, в свое оче- ,щ редь, содержит задатчик 11 толщины слоев, блок 12 вычисления коэффициента отражения, блок 13 сравнения.Устройство работает следующим оС- разом. 45Поляризатор 2 с угловым кодировщиком 3 устанавливается в положение, обеспечивающее р- или я-поляризацию излучения источника света 1.Отраженное от многослойной структуры 1 поляризованное излучение поступает в спектрофотометр 5 с кодировщиком 6 длин волн, Сигнал с выхода спектрофотометра 5 поступает через третий вход блока 7 идентификации на вход блока 13 сравнения, где сравнивается с кодом коэффициента отражения, вычисленного е блоке 12.8 ычисление производится известным 5 фспособом по выражениям для обобщенных коэффициентов Френеля,Импульсы кодировщика 6 длин волнзапускают эадатчик 11 толщины слоев.Задатчик 11 толщины слоев непрерывновырабатывает коды, которые одновременно поступают на вход блока 12 вычисления коэффициента отражения ина информационный вход блока 8 памяти.При совпадении в пределах задан;ной погрешности коэффициента отра.жения, вычисленного в блоке 12, и:сигнала с выхода спектрофотометра 5,блок 13 сравнения выдает на управляющий вход, блока 8 памяти сигнал,разрешающий запоминание информациио толщине слоев.Множество решений, записанных вблок 8 памяти, анализируется в блоке9 анализа решений. Если отношениеколичества совпадающих е пределахзаданной точности решений к общемуколичеству решений не меньше заданного критерия достоверности, средниезначения совпадающих решений выводятся на регистратор 10.Кспбльзоеание предлагаемого устройства позволяет повысить производительность измерения толщины слоевмногослойных структур и автоматизировать процесс измерения.Формула изобретенияУстройство для измерения толщины слоев многослойных структур,содержащее последовательно установленные источник света, поляризатор,спектрофотометр, а т л и ч а ю щ и йс я тем, что, сцелью увеличенияпроизводительности измерений, оноснабжено угловым кодировщиком поляризатора, кодировщиком длин волнспектрофотометра и последоеательнгсоединенными блоком идентификации,блоком памяти, блоком анализа решений и регистратором; первый входблока идентификации соединен с выходом углового кодировщика поляризатора, второй вход - с выходомкодировщина длин волн спектрофотометра, третий вход - с выходомспектрофотометра, а управляющийвыход соединен со вторым входом блока памяти,2, Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок иденСоставитель А. Куликов Техред Н.йайоров Корректор И. Демчи тор М. Цитки Тираж 613 НИИПИ Государственно по делам иэобретени 35, Москва, Ж, Ра аказ 348 Подписноего комитета СССРй и открытийушская наб.,д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 5 905645 6тификации выполнен в виде после-. .Формационным выходом блока идентифидовательно соединенных задатчика тол- кации.щины слоев, блока вычисления коэф- Источники информации,фициента отражения и блока сравнения, , принятые во внимание при экспертизе второй вход блока вычисления коэф- ю 1, Е. Рогоча, В. Логдапоч,П:1 сь-. фициента отражения является первым пеы веаьигещеп 1 з оК ЯО 1 ауегз Ьу выходом идентификации, вход эадат- ап 1 пйегЕегепсе шей 11 ос 1, 2 фЯо 1 Ы чика толщины слоев является вторым Ягаге Е 1 есйгоп 1 сяф, 1970, м,13, И 7, входом блока идентификации, вход р р 957-960.блока сравнения является третьим вхо-в 2, В.А. Киэель, Отражение света.дом блока идентификации, выход блока М., "Наука", 1973, с. 260-267.сравнения является управляющим, а 3. Патент СИА Иф 3824017,выход эадатчика толщины слоев - ин- кл. 356/108, опублик. 1974.