Способ определения комплексного показателя преломления пленочных структур на подложке

1107033где д й - тогпцина пленки и подложки соответственно,З.,с 2 - натуральный показательпоглощения пленки и подложки соотвественно;- длина волны излучения.Изобретение относится к технике измерения абсолютных значений показателей преломления пленочных структур и может быть использовано в оптической промышленности, микроэлектронике, интегральной оптике, оптоэлектронике, голографии и других областях техники для бесконтактного контроля Физических свойств пленочных структур на неизвестной подложке.Известен способ определения показателя преломления и толщины прозрачной пленки путем нанесения ее на подложку и измерения пара - метров отраженного эллиптически поляризованного света Фиксированной длины волны при фиксированном угле падения, в котором с целью повышения точности свободную поверхность пленки вначале помещают в среду, оптически менее плотную, а затем в среду оптически более плотную и при этом производят измерение разности фаз между перпендикулярно и параллельно поляризованными компонентами отраженного от пленки света 1 1.Нецостатком этого способа являет" ся то, что он не обеспечивает неразрушающего метода контроля химически активных пленок, применим только к прозрачным пленкам, может быть использован в спектральной области, ограниченной пропусканием поляризующих устройств.Наиболее близким к изобретению является способ определения действительной п и мнимой пЖ частей комплексного показателя преломления тонких поглощающих пленок на прозрачной и слабопоглощающей подложке, включающий измерение интенсивностей падающего Л, прошедшего Дд и Отраженного со стороны пленки Л и со стороны подложки 3 света при нормальных углах падения и определение параметров подложки,Параметры подложки (показатель преломления, толщина, и натуральныйпоказатель поглощения) определяют 5 другим независимым способом 1 2 1.Недостатком известного способаявляется его ограниченность. Этотспособ не может быть применен кмногослойным структурам, а такжек однослойным покрытиям из пленок,нанесенных на поглощающую подложку.С помощью этого способа невозможнополучить дисперсные кривые действительной и и мнимой пЖ частей комп лексного показателя преломленияв широком спектральном интерваледля пленок, полученных в процессетехнологического режима на подложках с неизвестными оптическими ха рактеристиками. Кроме того, известный способ не может быть применендля определения оптических характеристик отдельного слоя из многослой.ной структуры пленок, нанесенных на 25 неизвестную подложку.Целью изобретения является повышение точности измерений отдельныхслоев из многослойных (М-слойных)структур на неизвестной подложке 30 и расширение спектральной областиисследований.Цель достигается тем, что согласно способу, включающему измерениеинтенсивностей падающего Ло прошедшего 4(, отраженного со стороны пленочных структур 3 и со стороны подРложки 3 света при нормальном падении и определении параметров подложки, измеряют интенсивность падающе го Ло, прошедшего Лр и отраженногосо стороны пленочных структур и состороны подложки света при нормальном падении для образца, содержащего И слоев и для Иобразцов сравд 5 нения без исследуемого слоя, содержащих соответственно 1, 2, , И слоев при сохранении порядка расположения всех остальных слоев, пара.метры подложки определяют по результатам измерения падающего Э , прошедшего Л и отраженного 1 светадля подложки при нормальном падении,действительную часть комплексногопоказателя преломления отдельныхслоев определяют из соотношений оев ай,)-г(й-й,й -ггагй,) г(й-й,) для поглощающих ев Р о (1К 1и слоев,.й.й,(1-гг) й,грющих слоев, 2 )2 я погл т коэффициент пропусподложкипрозрачность подложпрозрачность пленккоэффициент отражеразца со сто 13 Ьны плкоэффициент отражеразца со стороны икоэффициент отражеверхности подложкимую часть показателяеделяют по формуле ания ки; Рния от енки ия от обдложк ия от поепрело ия оп(ггпу- толщина пленки,- натуральный показлощения пленки.образца, представлятему пленка - подлоости прошедшего ЗС 1отраженного со сторсо стороны подложкиеделяют по формулам атель по ющегожка,обои си тенсив че ленразец ки 3та оп,гс), -2 ггРг( ) г +10 для прозрачных сР (1-2 )+Р и -7 лР (1-г)Р2 2 ю х+1=0-г (.0-гг,а хЕ е г (5 1 О где К, К и КЗ - коэффициент отражения от гранинвоздух-пле нка пленка-подложка и подложка - воздух соответственно. енебречь произведением ков отражения Кг Кк по срав" и Кр(, то для коэффициенния К и К получим слетношения: эффициенто нению с К тов страже дующие сооР(й 20 Рг(г-г ) Р (й.й гР"1-й(51рг)К и К - экспериментально определяемые коэффициентыотражения от образцасо стороны пленки и состороны подлоМки,1 г сгИ Р = ЕХР Е 2 гй 2 - ПРОЗраЧность пленки и подложки соответственно. , Совместное решение уравнения (4) с формулами Френеля для прозрачных сред /)1-1 12)1+1) п х 2водит к уравнению. для определедействительной части комплекса показателя преломления прозрач ых пленок где