Эллипсометрия

Изучение состояния поляризации можно провести как в отраженном, так и в проходящем свете. В случае металлов преломленная волна практически поглощается в очень тонком поверхностном слое. Поэтому в данном случае целесообразно использовать измерения в отраженном свете. Наоборот, при слабом отражении от диэлектриков основным методом исследования является эллипсометрия в проходящем свете. В тех случаях, когда возможны соответствующие измерения в отраженном и проходящем свете, эллипсометрия в отраженном свете удачно дополняет эллипсометрию в преломленном свете, и наоборот. Следует отметить, что эллипсометрия позволяет не только определять оптические константы чистых поверхностей материалов, она позволяет также, исходя из непосредственно измеряемых параметров эллипса поляризации, определить характеристики тонких поверхностных пленок, возникающих вследствие адсорбции и т. д., например толщину (вплоть до долей ангстрема) и показатель преломления (с точностью до 10" ) поверХНОСТНОГО слоя. [c.64]

Эллипсометрия как метод контроля тонких пленок в полупроводниковой электронике. [c.111]

Все более широкое применение для исследования строения межфазной границы твердое тело — среда находят оптические методы. В последние годы быстрое развитие получила эллипсометрия [34]. Изменение эллиптичности отраженного луча весьма чувствительно [c.31]

Эллипсометрия как метод анализа изменения поляризации света вследствие его взаимодействия с исследуемым объектом известна давно [39, 136]. Однако за последнее десятилетие она получила большое развитие из-за необходимости исследований и измерений некоторых параметров полупроводниковых и диэлектрических материалов, пленочных схем и металлических покрытий [102]. [c.200]

В эллипсометрии, основанной на исследовании отраженного света, сравниваются поляризации падающего и отраженного света. Связь между экспериментально измеренными величинами А и г з и оптическими параметрами отражающего материала в общем случае определяется [39] как [c.201]

В эллипсометрии, основанной на исследовании проходящего света, сравниваются поляризации падающего и проходящего света. Введя соответствующие коэффициенты пропускания и Г,, можно определить амплитудные и фазовые изменения [c.201]

В настоящее время эллипсометрия в большей мере основана на анализе отраженного света. Однако, если экспериментальная техника позволяет одновременно измерить отраженный и проходящий потоки, взаимно дополняющие друг друга, появляется возможность получать более достоверные результаты об измеряемых параметрах. [c.202]

В основу многих методов положен принцип измерения физико-химических свойств. К ним относятся эмиссионный спект-ральный анализ, масс-спектрометрия, полярография в органических растворителях и в расплавленных солях, кулонометрия, эллипсометрия, термический анализ, электронно-спиновой и ядер-ный резонансы и много других. О характеристиках этих методов имеются многочисленные сведения в литературе (59—71, 88]. [c.289]

Эллипсометрия отражения. Если на плоскую поверхность однородной изотропной (в общем случае поглощающей) среды падает линейно поляризованная плоская волна, имеющая электрич. вектор Е составляющая Е. лежит в плоскости падения, а перпендикулярная ей — ,), то при зеркальном отражении возникает плоская волна Я, с компонентами [c.609]

Эллипсометрия . Поскольку разность фаз между в- и р-ком-понентами отраженной (а также преломленной) волны определяется оптическими параметрами металла п и х, то очевидно, что характер поляризации отраженной (а также преломленной) волны будет определяться именно этими параметрами. Следовательно, изучая состояния поляризации света при его отражении или преломлении на границе раздела, можно высокочувствительным поляризацион-но-оптическим методом исследовать поверхность металлов, в частности границ раздела различных сред (твердых, жидких, газообразных). Этот метод исследования поверхностей и границ раздела различных сред, нашедший широкое применение за последнее десятилетие, называется эллипсометриеи. [c.64]

Электронная про-мьинленность Контроль двупреломления и других характеристик полупроводниковых материалов, контроль геометрни полупроводниковых структур (эллипсометрия) [c.49]

Лазерная эллипсометрия основана на анализе изменений состояния поляризации света, отраленного от поверхности изделия. Метод позволяет пнтролировать с высокой точностью юлщнны (10 —2-10" мм) и показатели преломления (до 10" ). Применение лазеров позволило резко поднять чувствительность и информативность эллипсометрического метода, так как они определяются главным образом монохроматичностью и степенью направленности источника излучения. [c.66]

В современных эллипсометрах применяют газовые лазеры на гелиевонеоновой смеси (А. = 0,63 мкм) и СО2 (А = 10,6 мкм). Применение инфракрасного лазера позволяет расширить диапазон измерения в сторону больших толщин. ИК-эллипсометр УИТ — ТЭС (X = 10,6 мкм) измеряет толщины эпитаксиальных слоев в диапазоне 0,01—1,6 мкм с погрешностью [c.67]

Метод лазерной эллилсометрии получает все большее распространение. К его достоинствам можно отнести бес-контактность, чувствительность, возможность анализа образцов, находящихся Б агрессивных средах или в вакууме, при высоких температурах. Лазерная эллипсометрия успешно применяется в электронике для контроля [c.67]

Электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) 30 Электронно-оптические преобразователи 361 — Характеристики 362 Электрорадиография 266, 342—345 — Способы проявления пластин 345 — Технические характеристики аппаратов 343, Пластин 343, проявителей 344 Электротермометр 125 Эллипсометрия лазерная 66, 67 Эмульгируемость 159 Эмульсия фотографическая 313 Эндоскопы волоконно-линзовые 87 — Технические характеристики 88, 89 [c.487]

Для определения толщины органосилановых пленок, адсорбированных на свинцовом стекле, Тутас и др. [49] применили новый метод — метод оптической эллипсометрии. Изучение характера [c.22]

Применение эллипсометрии чрезвычайно разнообразно. С ее помощью можно определять толщины тонких пленок и их показатели преломления, непараллельность фазовых пластин, изучать оптические и физические свойства определенного класса материалов. Создание автоматического эллипсометра значительно расширяет возможности метода, использующегося для изучения кинетики разнообразных явлений. [c.200]

Применение в качестве источников света лазеров, работающих в широком диапазоне длин волн и обеспечивающих высокую спектральную плотность, как правило, поляризованного излучения, значительно расширило возможности эллипсометрии и прежде всего улучшило чувствительность и быстроту эллипсометров. Работать с поляризованным светом значительно удобнее, чем с естественным, эксперимент при этом оказывается более совершенным, а математическая обработка результатов проще. [c.200]

Возросший интерес к поляризационным методам исследования выдвигает повышенные требования к их точности, быстродействию и наглядности отображения информации. В связи с этим в последнее время отдается предпочтение разработке автоматических систем, обеспечивающих большую чувствительность измерений благодаря применению различной модуляционной техники, например ячеек Фарадея [253] и Керра [240], позволяющих дополнительно поворачивать плоскость поляризации на несколько градусов. При этом параметры эллипса поляризации наблюдаются непосредственно на экране ЭЛТ или записываются на ленту самописца или магнитную пленку для дальнейшей обработки. Следует отметить, что современные отечественные и зарубежные, ручные и автоматические эллиисометры основаны на классических принципах исследования поляризации света. Однако имеются сведения о возможности построения лазерных эллипсометров, основанных на принципе интерференции света [45, 102, 197]. [c.202]

По классификации, предложенной в [39], все используемые в эллипсометрах схемы могут быть разделены на две группы нулевые и ненулевые. К нулевым относятся такие, в которых азимуты поляризующих элементов измеряются в момент прохождения регистрируемой величины через нуль. В одних случаях это интенсивность света, прошедшего через оптическую систему в положении гашения, в других — интенсивность сигнала на основной частоте в положении баланса. В ненулевых схемах параметры проекционной картины поляризованного излучения определяются не по азимутам поляризующих элементов, а по величине интенсивности света при нескольких разных их ориентациях либо по изменениям интенсивности и фазы. Наиболее типичные нулевая и ненулевая схемы представлены на рис. 124. [c.202]

Ниже описывается макет автоматического эллипсометра на основе интерферометра Майкельсона, предложенный в [45]. Схема прибора представлена на рис. 125. Отраженный от исследуемой структуры луч лазера, падая на светоделительный кубик 5, [c.204]

ЛГ-56, работающий на длине волны 0,63 мкм в одномодовом режиме. Все элементы интерференционного эллипсометра закреплены на массивном металлическом основании. Наиболее жесткие требования предъявляются к узлу подвижного зеркала 3. Это устройство должно обеспечить необходимое смещение зеркала по заданному закону, причем (что весьма существенно) с минимальным перекосом, влияющим на юстировку прибора. В описанной выше конструкции использовались магнитоэлектрические и пьезоэлектрические вибраторы (см. п. 10). Лучи после призмы Волластона направляются на фотоприемники 9, 10, сигнал с которых после усиления подается на вертикальный 13 и горизонтальный 14 усилители осциллографа. Картина на экране последнего соответствует состоянию входящего в эллипсометр излучения. [c.205]

Анализу пленочных покрытий посвящены работы [219, 232, 235], в которых предлагаются как расчетные, так и экспериментальные методы определения их параметров. Эллипсометрия наиболее успешно применяется при анализе пленочных покрытий (включая окисные слои) металлов, полупроводников, поглощающих пленок, нанесенных на подложки из поглощающих и диэлектрических материалов при толщинах пленок порядка 30 нм и более. Для пленок с толщинами меньше 30 нм интерпретация эллипсометрических данных при помощи and представляет определенную трудность, но тем не менее в сочетании со спектральными методами анализа можно получить количественную информацию [c.205]

В последние годы в связи с широким использованием кольцевых резонаторов возникла острая необходимость в контроле параметров их элементов, таких, как параллельность граней и толщина четвертьволновых пластин, однородность фазовых невзаимных элементов, однородность коэффициента отражения зеркал и т. д. На рис. 126 приведена оптическая схема полуавтоматического эллипсометра для измерения поляризационных свойств (эллиптичности и поворота плоскости поляризации) фазовых невзаимных элементов, используемых в лазерных гироскопах. Свет от лазера ЛГ-126, отразившись от зеркал 10 и пройдя через поляризатор 2, линейно поляризуется. После прохождения через фазовый невзаимный элемент (ФНЭ) 3 происходит поворот плоскости поляризации и возникает эллиптичность излучения. При соответ- [c.205]

Из формулы (158) видно, что чувствительность эллипсометра а зависит фактически от трех величин амплитуды раскачки плоскости поляризации а, значения тока г, , причем последний прямо пропорционален величине падающего на ФЭУ светового потока, и коэффициента пропускания призм в скрещенном положении Djl. При идеальных поляризационных призмах (Dx —>0) имеет место предел чувствительности применяемого метода. [c.207]

Лазерные эллипсометры, работающие по описанному выше методу, обладают достаточно высокой чувствительностью (а 0,001°) и позволяют регистрировать эллиптичность излучения, прошедшего через исследуемый образец, с точностью до 2,5-10" (по интенсивности). [c.207]

Важной задачей, простое решение которой стало возможным с привлечением техники лазерной эллипсометрии, является определение параметров окисных пленок на пластинах германия и кремния. Исследования процесса окисления пластин кремния в потоке сухого кислорода при температуре 1050° С в течение 3,5 ч показали [136], что за это время формируется слой двуокиси кремния, линейная толщина которого составляет 2400 А, а показатель преломления находится в пределах 1,44—1,45. Процесс образования окисной пленки является нелинейным, т. е. скорость увеличения толщины слоя при больших временах окисления замедляется. Эллипсометрические исследования показали [70], что в атмосфере воздуха на поверхности германия и кремния слой окисла толщиной 20 А образуется в течение нескольких секунд. [c.207]

Применение лазеров в эллипсометрах позволило получить интенсивные пучки монохроматического излучения и создало предпосылки для разработки техники эллипсометрической микроскопии [70, 122]. В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются лазерные эллипсометрические микроскопы ЛЭМ-2 и ЛЭМ-3. Использование этих приборов дало возможность провести исследование микроструктур, имеющих линейные размеры до нескольких микрометров, и проконтролировать неоднородности как по толщине, так и по показателю преломления. Применение лазерных эллипсометрических микроскопов позволило также проводить контроль качества вскрытия окон в пленках окислов, определять загрязнения на поверхности пластин кремния и германия после физико-химической обработки, контролировать наличие и глубину нарушенного слоя после полировки и т. д. [c.207]

Эллипсометрия представляет собой мощный аппарат фундаментальных исследований в области физики твердого тела, интегральной оптики и физики полупроводников. Поляризационно-оптические измерения в сочетании с методами термоотражения, электроотражения и пьезоотражения позволили получить сведения [c.207]

Одним из важных и перспективных направлений применения методов эллипсометрии является разработка новых технологических процессов в полупроводниковом и оптическом приборостроении. Высокая чувствительность поляризационно-оптических методов, а также возможность проведения измерений в защитных средах делают эллипсометрию совершенным средством исследования кинетики кристаллизации пленок на различных подложках. Особый интерес для технологии полупроводников эллипсометрия представляет в связи с возможностью исследования процесса эпитаксиального выращивания. Методы эллипсометрии позволяют проводить исследования влияния различных факторов (температуры подложки, качества ее механической обработки и химической чистоты и т. д.) на характер роста пленки, а также на ее толщину и значение показателя преломления. В работах [15, 166] приведены результаты измерения толщины эпитаксиальных слоев с помощью эллипсометров на основе СО 2-лазера и лазера на парах воды. При этом погрешность измерения составляла соответственно 0,01 и 0,1 мкм. [c.208]

Явление поляризации света лежит в основе ряда методов исследования структуры вещества с помощью многочисл. поляризационных приборов. По изменению степени поляризации (деполяризации) света при рассеянии и люминесценции можно судить о тепловых и структурных флуктуациях в веществе, флуктуациях концентрации растворов, о внутри- и межмолекулярной передаче анергии, структуре и расположении излучающих центров и т. д. Широко применяются поляризационно-оптический метод исследования напряжении, возникающих в твёрдых телах (напр., при механич. нагрузках), по изменению поляризации прошедшего через тело света, а также метод исследования свойств поверхности тел по изменению поляризации при отражении света эллипсометрия). В кристаллооптике ноляризац, методы используются для изучения структуры кристаллов, в хим. промышленности — как контрольные при произ-ве оптически активных веществ (см. Сахариметрия), в оптич. приборостроении — для повышения точности отсчётов приборов (напр,, фотометров). [c.420]

Особенности разл. параметров отражённого света лежат в основе целого ряда методов исследования оитич. постоянных прозрачных и поглощающих конденсиров. сред (включая и тонкие плёнки). К таким методам относятся рефрактометрия, фотометрия, эллипсометрия, нарушенное полное внутреннее отражение. Общее ана-литич, решение, позволяющее находить обе оптич. постоянные по изм енным Лз и Лр или 6 и 6р, довольно громоздко и требует по крайней мере двух независимых [c.511]

ЭЛЛИПСОМЕТРЙЯ — метод неразрущагощсго измерения и контроля оптич. параметров веществ по поляризац. характеристикам отраженного (реже — проходящего) света. Поскольку наиб, общим случаем (полной) поляризации является эллиптическая, метод и называется Э. [c.609]

Эллипсометры. Существует большое разнообразие их конструкций [2]. Источник света, как правило,— лазер, приёмник—фотоэлектрический. Принципиальная схема нек-рых вариантов дана на рис. 2. В одном из них падающий свет поляризован линейно (линейный поляризатор П), в отражённом луче эллиптически поляризованный свет компенсатором оптическим К превращается (подбором [c.610]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...