Способ измерения толщины тонких пленок

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины пленок при производстве интегральных микросхем. Цель изобретения - расширение диапазона контролируемых объектов за счет контроля пленок с шероховатой поверхностью путем повышения отношения сигнал/шум. Контролируемый объект облучают зондирующим и измерительным пучками в одной точке поверхности, регистрируют интенсивность отраженного измерительного пучка и фиксируют момент времени, в который в отраженном измерительном пучке появляется модуляция излучения, одновременно регистрируют энергию зондирующего пучка, затем сравнивают полученное значение с эталонным и по результату определяют толщину пленки контролируемого объекта. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s G 01 В 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4687819/28 (22) 10.05.89 (46) 07.08.91. Бюл. ЬЬ 29 (71) Институт физики АН БССР (72) С.А.Батище, А.А,Кузьмук, В.А.Мостовников и Г.А,Татур (53) 531,717.1 (088.8) (56) Заявка ЕПВ

М 0124224, кл. G 01 В 11/06, 1984. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

ТОНКИХ ПЛЕНОК (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины пленок при произ-, водстве интегральных микросхем. ЦеЛь

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины пленок при производстве интегральных микросхем.

Цель изобретения — расширение диапазона контролируемых объектов за счет контроля пленок с шероховатой поверхностью путем повышения отношения сигнал/шум.

На фиг. 1 представлена схема реалиэа= ции способа измерения толщины тонких пленок; на фиг. 2- осциллограмма отраженного измерительного пучка.

Способ реализуют следующим образом.

Контролируемый обьект, представляющий собой, например, подложку иэ монокристаллического кремния с диэлектрическим покрытием из Sl02, на которую осаждена пленка иэ поликристаллического кремния, облучается в одной точке зондирующим пучком лазера, работающего, например, на длине волны 530 нм с длиной импульса

50 нс и измерительным пучком лазера, ра,,5g „„1668858 А1 изобретения — расширение диапазона контролируемых объектов за счет контроля пленок с шероховатой поверхностью путем повышения отношения сигнал/шум. Контролируемый объект облучают зондирующим и измерительным пучками в одной точке поверхности, регистрируют интснсивность отраженного измерительного пучка и фиксируют момент времени, в который в отраженном измерительном пучке появляется модуляция излучения, одновременно регистрируют энергию зондирующего пучка, затем сравнивают полученное значение с эталонным и по результату определяют толщину пленки контролируемого объекта. 2 ил, ботающего в непрерывном режиме, например. Не-Ne лазер с длиной волны 632,8 нм.

Отраженное излучение измерительного пучка с помощью линзы 1=регистрируется де- а тектором Д, выходной сигнал которого пропорционален интенсивности отраженного излучения (фиг.2). Под действием импульсного излучения зондирующего пучка слой пленки проплавляется на некоторую глубину. При охлаждении расплавленный (Л слой рекристаллизуется. По структуре ре- 00 кристаллиэованный слой аналогичен слою до воздействия излучения зондирующего пучка за счет быстрого эпитаксиального роста от непроплавленного слоя пленки. tlo мере увеличения энергии зондирующего пучка глубина проплавления пленки всзрастает, и при некотором значении энергии, соответствующем определенной толщине пленки, глубина проплавления становится равной толщине пленки. После охлаждения рекристаллизационный слой представляет

1668858

Формула изобретения

Способ измерения толщины тонких плеНок, заключающийся в том, что формируют

4@ /мс) Составитель M. Минин

Редактор О. Головач Техред M.Moðãåèòàë Корректор О, Кундрик

Заказ 2649 Тираж З Подписное

ВНИИПИ Госудаоственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. УжгороД, ул,Гагарина, 101 собой структуру, уже отличную от первоначальной из-за отсутствия твердой фазы пленки к началу рекристаллизации расплава, и интенсивность отраженного измерительного сигнала иная. Конкретный вид зависимостй между толщиной пленки и энергией зондирующего пучка, при которой в сигнале отраженного измерительного пучка появля,ется модуляция, устанавливается по эталонным образцам. Сравнивая значение энергии зондирующего пучка для пленки неизвестной толщины со значениями энергии для эталонных образцов, определяют толщину пленки контролируемого образца, 1 зондирующий пучок и измерительный пучок, облучают ими контролируемую пленку, регистрируют отраженный измерительный пучок и определяют толщину контролиру5 емойпленки,отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона контролируемых обьектов эа счет контроля пленок с шероховатой поверхностью, при облучении пучки направляют в одну точку

10 контролируемой пленки, при регистрации отраженного измерительного пучка фиксируют момент времени появления модуляции излучения и одновременно измеряют энергию зондирующего пучка, сравнивают пол15 ученное значение энергии зондирующего пучка с эталонными значениями, а толщину контролируемой пленки определяют по результатам сравнения.