[go: up one dir, main page]

RU2036418C1 - Device to determine thickness and optical properties of layers in process of their formation - Google Patents

Device to determine thickness and optical properties of layers in process of their formation Download PDF

Info

Publication number
RU2036418C1
RU2036418C1 SU5051487A RU2036418C1 RU 2036418 C1 RU2036418 C1 RU 2036418C1 SU 5051487 A SU5051487 A SU 5051487A RU 2036418 C1 RU2036418 C1 RU 2036418C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
photodetector
input
lens
filter
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Д.И. Биленко
И.И. Лясковский
С.Е. Пылаев
А.И. Смирнов
С.Г. Халдеев
В.Д. Ципоруха
Original Assignee
Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете filed Critical Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете
Priority to SU5051487 priority Critical patent/RU2036418C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2036418C1 publication Critical patent/RU2036418C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device includes optical unit housing radiation source, beam splitting mirror positioned in succession along flight of beam passing from source through beam splitting mirror, interferential filter, first lens, first photodetector located in series along flight of beam reflected from beam splitting mirror towards forming layer and again passed through beam splitting mirror, second photodetector incorporating first and second D.C. amplifiers which outputs are connected to system of signal registration and processing. Device is supplemented with 1R light filter put in front of second interferential light filter, first polarizer, located in front of first interferential light filter, second polarizer positioned ahead of 1R filter, unit of visual tuning, first and second preamplifiers. Surfaces of lenses are made frosted. Second polarizer, 1R filter, second interferential filter, second lens, second photodetector and second preamplifier are fixed rigidly relative to each other in metal case mounted for rotation about axis of beam passing though listed optical elements, first polarizer, first interferential filter, first lens, first photodetector and first preamplifier are fixed rigidly relative each other in metal case mounted for rotation about axis of beam passing through listed optical elements. Unit of visual tuning has plate with guiding grooves and hole to let through radiation of light source mounted for movement and registration of position with reference to beam, film put into grooves of plate for movement and having two fixed positions which carries metal case housing second photodetector and target in the form of frosted glass disc with crossed hairs. Output of first photodetector is connected to input of first preamplifier which output is linked to input of first amplifier. Output of second photodetector is connected to input of second preamplifier which output is linked to input of second amplifier. EFFECT: enhanced accuracy of determination of thickness and optical properties of layers. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формирования структур с полупроводниковыми, диэлектрическими и металлическими слоями в микроэлектронном производстве. The invention relates to measuring technique and can be used to control the formation of structures with semiconductor, dielectric and metal layers in microelectronic production.

Известны устройства для измерения толщины диэлектрических и эпитаксиальных слоев в ходе их образования, содержащие оптический блок и систему регистрации и обработки сигналов, при этом оптический блок включает источник анализирующего излучения, интерференционные светофильтры, полупрозрачные и поворотные зеркала и фотоприемники (Информационный листок N 24-83 и 26-83 Саратовского ЦНТИ, 1983). Known devices for measuring the thickness of dielectric and epitaxial layers during their formation, containing an optical unit and a system for recording and processing signals, while the optical unit includes a source of analyzing radiation, interference filters, translucent and rotary mirrors and photodetectors (Information sheet N 24-83 and 26-83 Saratov Central Scientific Research Institute, 1983).

Эти устройства характеризуются низкой точностью определения толщины слоев за счет недостаточной помехозащищенности оптического и электрического сигналов. These devices are characterized by low accuracy in determining the thickness of the layers due to insufficient noise immunity of the optical and electrical signals.

Наиболее близким к предлагаемому является измерительное устройство для контроля толщины пленки, содержащее оптический блок с закрепленными в нем источником излучения, светоделительным зеркалом, интерференционными светофильтрами, линзами и фотоприемниками, а также два усилителя, выходы которых соединены с системой регистрации и обработки сигналов (Быстров Ю.А. Колгин Е. А. и Котлецов Б.Н. Технологический контроль размеров в микроэлектронном производстве. М. Радио и связь, 1988, с.267). Closest to the proposed one is a measuring device for monitoring the film thickness, containing an optical unit with a radiation source fixed to it, a beam splitter mirror, interference light filters, lenses and photodetectors, as well as two amplifiers whose outputs are connected to a signal recording and processing system (Bystrov Yu. A. Kolgin, E.A. and Kotletsov, B.N., Technological Size Control in Microelectronic Production (Moscow: Radio and Communications, 1988, p. 267).

Это устройство также характеризуется относительно большой погрешностью определения толщины, которая связана с недостаточной защищенностью сигнала от фоновых засветок, механической вибрации и электрических помех. This device is also characterized by a relatively large error in determining the thickness, which is associated with insufficient signal protection from background light, mechanical vibration, and electrical noise.

Цель изобретения повышение точности определения толщины и оптических свойств слоев. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the thickness and optical properties of the layers.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее оптический блок с закрепленными в нем источником излучения, светоделительным зеркалом, последовательно расположенными по ходу луча, прошедшего от источника через светоделительное зеркало, первым интерференционным фильтром, первой линзой, первым фотоприемником и последовательно расположенными по ходу луча, отраженного от светоделительного зеркала в сторону формирующегося слоя, а затем снова прошедшего через светоделительное зеркало, вторым интерференционным фильтром, второй линзой, вторым фотоприемником, а также первый и второй усилители постоянного тока, выходы которых соединены с системой регистрации и обработки сигналов, введены инфракрасный светофильтр, расположенный перед вторым интерференционным светофильтром, первый поляризатор, расположенный перед интерференционным светофильтром, второй поляризатор, расположенный перед инфракрасным фильтром, узел визуальной настройки, первый и второй предварительные усилители, причем поверхности линз выполнены матированными, а второй поляризатор, инфракрасный фильтр, второй интерференционный фильтр, вторая линза, второй фотоприемник и второй предусилитель закреплены жестко относительно друг друга в металлическом корпусе, который установлен с возможностью вращения вокруг оси луча, проходящего через перечисленные оптические элементы, первый поляризатор, первый интерференционный фильтр, первая линза, первый фотоприемник и первый предусилитель закреплены жестко относительно друг друга в металлическом корпусе, установленном с возможностью вращения вокруг оси луча, проходя через перечисленные оптические элементы, узел визуальной настройки содержит плиту с направляющими пазами с отверстием для прохождения излучения источника, размещенную с возможностью перемещения и фиксации положения относительно луча, планку, расположенную в пазах плиты с возможностью перемещения, имеющую два фиксированных положения, на которой установлены металлический корпус с вторым фотоприемником и мишень в виде матированного стеклянного диска с перекрестием, выход первого фотоприемника соединен с входом первого предусилителя, выход которого соединен с входом первого усилителя, выход второго фотоприемника соединен с входом второго предусилителя, выход которого соединен с входом второго усилителя. The goal is achieved in that in a device containing an optical unit with a radiation source fixed therein, a beam splitter mirror, sequentially located along the beam passing from the source through the beam splitter mirror, the first interference filter, the first lens, the first photodetector and sequentially located along the beam, reflected from the beam splitter to the side of the forming layer, and then again passed through the beam splitter, a second interference filter, a second lens, the second photodetector, as well as the first and second DC amplifiers, the outputs of which are connected to a signal recording and processing system, an infrared filter located in front of the second interference filter, a first polarizer located in front of the interference filter, a second polarizer located in front of the infrared filter, a visual unit settings, the first and second pre-amplifiers, the lens surfaces being frosted, and the second polarizer, an infrared filter , a second interference filter, a second lens, a second photodetector and a second preamplifier are fixed rigidly relative to each other in a metal housing that is mounted to rotate around the axis of the beam passing through the above optical elements, the first polarizer, the first interference filter, the first lens, the first photodetector and the first preamplifier is fixed rigidly relative to each other in a metal case mounted for rotation around the axis of the beam, passing through the above optics Critical elements, the visual adjustment unit contains a plate with guide grooves with an opening for the passage of radiation from the source, placed to move and fix the position relative to the beam, a bar located in the grooves of the plate with the possibility of movement, having two fixed positions, on which a metal case with a second a photodetector and a target in the form of a frosted glass disk with a crosshair, the output of the first photodetector is connected to the input of the first preamplifier, the output of which is connected input of the first amplifier, the output of the second photodetector is connected to the input of the second preamplifier whose output is connected to an input of the second amplifier.

Введение в устройство дополнительно инфракрасного светофильтра, поляризаторов, предусилителей, узла визуальной настройки, использование линз с матированными поверхностями, размещение оптических элементов определенным образом жестко относительно друг друга в металлическом корпусе, установленном с возможностью вращения вокруг оси луча, возможность определенных перемещений плиты и планки узла визуальной настройки и его конструкция, а также соединение фотоприемников с усилителями через предусилители позволяет повысить точность определения толщины и оптических свойств слоев. Introduction to the device of an additional infrared filter, polarizers, preamplifiers, a visual adjustment unit, the use of lenses with frosted surfaces, the placement of optical elements in a certain way rigidly relative to each other in a metal case mounted for rotation around the axis of the beam, the possibility of certain movements of the plate and strip of the visual unit settings and its design, as well as the connection of photodetectors with amplifiers through preamplifiers, improves the accuracy of determination division of the thickness and optical properties of the layers.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, оптический блок и схема соединения с усилителями и системой регистрации; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 принципиальная схема предварительного усилителя. In FIG. 1 shows the proposed device, an optical unit and a connection diagram with amplifiers and a recording system; in FIG. 2, view A in FIG. 1; in FIG. 3 schematic diagram of a preamplifier.

Устройство содержит оптический блок, включающий основание 1, источник 2 излучения, светоделительное зеркало 3, поляризаторы 4 и 9, интерференционные светофильтры 5 и 11, инфракрасный светофильтр 10, матированные линзы 6 и 12, фотоприемники 7 и 13, предварительные усилители 8 и 14, металлические корпусы 20 и 21 для размещения оптических элементов, фотоприемников и предусилителей, плиту 18 с направляющими пазами и отверстием для прохождения излучения источника, планку 19, расположенную в пазах плиты, мишень 22 в виде матированного стеклянного диска с перекрестием. The device comprises an optical unit including a base 1, a radiation source 2, a beam splitter 3, polarizers 4 and 9, interference filters 5 and 11, an infrared filter 10, frosted lenses 6 and 12, photodetectors 7 and 13, preamplifiers 8 and 14, metal cases 20 and 21 for accommodating optical elements, photodetectors and preamplifiers, plate 18 with guide grooves and a hole for the passage of radiation from the source, a bar 19 located in the grooves of the plate, target 22 in the form of a frosted glass disk with a cross Restium.

Устройство также содержит усилители 15 и 16 постоянного тока и систему 17 регистрации и обработки сигналов. The device also contains DC amplifiers 15 and 16 and a signal recording and processing system 17.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Анализирующее излучение от источника 2, в качестве которого может быть использован, например, Не-Ne-лазер, частично проходит через светоделительное зеркало 3, первый поляризатор 4, первый интерференционный светофильтр 5, первую линзу 6 с матированными поверхностями и попадает на чувствительную площадку первого фотоприемника 7, например фотодиода типа ФД-7К. Электрический сигнал с первого фотоприемника поступает на вход первого предварительного усилителя 8, с выхода которого подается на вход первого усилителя 16, и после усиления поступает на один из входов системы регистрации и обработки сигналов. Часть анализирующего излучения, первоначально отраженная светоделительным зеркалом, попадает в реакционную камеру на поверхность формирующегося слоя (не показано) и отражается им. Отраженная формирующимся слоем часть анализирующегося излучения, несущая информацию о толщине и оптических свойствах этого слоя, проходит через светоделительное зеркало 3, второй поляризатор 9, инфракрасный светофильтр 10, второй интерференционный светофильтр 11, вторую линзу с матированными поверхностями 12 и попадает на чувствительную площадку второго фотоприемника 13 (ФД-7К). Электрический сигнал с второго фотоприемника поступает на вход второго предварительного усилителя 14, с выхода которого попадает на вход второго усилителя 15, и после усиления поступает на один из входов системы регистрации и обработки сигналов. В системе регистрации и обработки сигналов по заданным алгоритмам анализируется временная зависимость величины отношения двух сигналов и проводится вычисление толщины и показателя преломления формирующегося слоя в реальном масштабе времени. The analyzing radiation from source 2, which can be used, for example, as a He-Ne laser, partially passes through a beam splitter mirror 3, a first polarizer 4, a first interference filter 5, a first lens 6 with frosted surfaces and enters the sensitive area of the first photodetector 7, for example a photodiode type FD-7K. An electric signal from the first photodetector is fed to the input of the first pre-amplifier 8, the output of which is fed to the input of the first amplifier 16, and after amplification it is fed to one of the inputs of the signal recording and processing system. Part of the analyzing radiation, originally reflected by a beam splitting mirror, enters the reaction chamber on the surface of the forming layer (not shown) and is reflected by it. The part of the analyzed radiation reflected by the forming layer, which carries information about the thickness and optical properties of this layer, passes through a beam splitter 3, a second polarizer 9, an infrared filter 10, a second interference filter 11, a second lens with frosted surfaces 12 and falls on the sensitive area of the second photodetector 13 (FD-7K). An electric signal from the second photodetector is fed to the input of the second pre-amplifier 14, from the output of which it goes to the input of the second amplifier 15, and after amplification it is fed to one of the inputs of the signal recording and processing system. In the system for recording and processing signals according to specified algorithms, the time dependence of the ratio of the two signals is analyzed and the thickness and refractive index of the formed layer are calculated in real time.

Измерение величины отношения двух сигналов за счет использования двухканальной системы измерений в рассматриваемом устройстве позволяет исключить погрешности, связанные с временной нестабильностью мощности излучения применяемого светового источника (лазера). Назначением интерференционных фильтров 5 и 11 является исключение засветки чувствительных площадок фотоприемников фоновым излучением. Эти фильтры подбираются с максимальным пропусканием на длине волны анализирующего излучения. Однако в спектре пропускания интерференционных фильтров кроме основной полосы существует длинноволновая полоса, уровень пропускания которой может быть соизмерим с Тмакс, где Тмакс коэффициент пропускания интерференционного фильтра на рабочей длине волны. Например, интерференционный фильтр на длину волны 0,63 мкм имеет длинноволновую полосу с коэффициентом пропускания Тg≈ ≈ 60% на λ 1,14 мкм и полушириной на уровне 0,5Тg, равной 0,05 мкм.Measurement of the ratio of two signals through the use of a two-channel measurement system in the device in question eliminates errors associated with temporary instability of the radiation power of the applied light source (laser). The purpose of the interference filters 5 and 11 is to exclude the illumination of sensitive areas of photodetectors by background radiation. These filters are selected with a maximum transmission at the wavelength of the analyzing radiation. However, in the transmission spectrum of interference filters, in addition to the main band, there is a long-wavelength band, the transmission level of which can be commensurate with T max , where T max is the transmission coefficient of the interference filter at the operating wavelength. For example, an interference filter at a wavelength of 0.63 microns has a long wavelength band with a transmittance T g ≈ ≈ 60% at λ 1,14 microns and a half-width at the level of 0.5T g of 0.05 micron.

Для широкого класса технологических процессов контролируемый слой осаждается на нагретую подложку, которая является широкополосным источником инфракрасного излучения. Доля этого фонового излучения формирующейся структуры проходит через интерференционный фильтр за счет наличия побочной длинноволновой полосы и попадает на чувствительную площадку второго фотоприемника 13. Эта фоновая засветка приводит к изменению регистрируемого сигнала и увеличению погрешности в определении толщины и показателя преломления осаждаемого слоя. Для исключения погрешности перед вторым интерференционным фильтром располагают отрезающий инфракрасный светофильтр 10. Например, при длине волны анализирующего излучения 0,63 мкм и использовании соответствующего интерференционного фильтра в качестве дополнительного инфракрасного светофильтра можно использовать пластину цветного стекла типа СЗС-24 или СЗС-25 толщиной 2-5 мкм. Такой дополнительный фильтр практически полностью не пропускает излучение, начиная с длины волны λ 0,9 мкм, в то же время пропускание этого фильтра на λ 0,63 мкм превышает 60%
Введение поляризаторов в измерительный и опорный каналы оптического блока позволяет плавно изменять мощность падающих на фотоприемники световых потоков и тем самым обеспечивает при необходимости вывод усилителей из режима ограничения. Использование поляризаторов в сочетании с регулировками усиления позволяет устанавливать уровни сигналов на выходе усилителей, необходимые для работы системы регистрации и обработки в оптимальном режиме, и, тем самым уменьшить погрешность измерений. Поляризаторы закреплены в плоскости, перпендикулярной оптической оси, жестко относительно фотоприемников и других оптических элементов в металлических корпусах. Вращая металлические корпусы 20 и 21 (фиг. 1) вокруг оптических осей измерительного и опорного каналов, можно регулировать мощность падающих на чувствительные площадки фотоприемников световых потоков. При такой конструкции отпадает необходимость в специальных устройствах, обеспечивающих вращение поляризаторов вокруг оси луча относительно неподвижного приемника излучения.
For a wide class of technological processes, the controlled layer is deposited on a heated substrate, which is a broadband source of infrared radiation. A fraction of this background radiation of the emerging structure passes through the interference filter due to the presence of a side long-wavelength band and enters the sensitive area of the second photodetector 13. This background illumination leads to a change in the recorded signal and an increase in the error in determining the thickness and refractive index of the deposited layer. To exclude errors, a cut-off infrared filter 10 is arranged in front of the second interference filter. For example, at a wavelength of the analyzing radiation of 0.63 μm and the use of the corresponding interference filter, an SZS-24 or SZS-25 colored glass plate with a thickness of 2- can be used 5 microns. Such an additional filter almost completely does not transmit radiation, starting with a wavelength of λ 0.9 μm, while the transmission of this filter by λ 0.63 μm exceeds 60%
The introduction of polarizers in the measuring and reference channels of the optical unit allows you to smoothly change the power of the light flux incident on the photodetectors and thereby ensures, if necessary, the amplifiers are taken out of the limiting mode. The use of polarizers in combination with gain controls allows you to set the signal levels at the output of the amplifiers necessary for the registration and processing system to operate in optimal mode, and thereby reduce the measurement error. Polarizers are fixed in a plane perpendicular to the optical axis, rigidly relative to photodetectors and other optical elements in metal cases. By rotating the metal housings 20 and 21 (Fig. 1) around the optical axes of the measuring and reference channels, it is possible to control the power of the light flux incident on the sensitive areas of the photodetector. With this design, there is no need for special devices that ensure the rotation of the polarizers around the axis of the beam relative to the stationary radiation receiver.

Использование линз с матированными поверхностями уменьшает погрешность, связанную с механической вибрацией устройства и неоднородной чувствительностью фотоприемников по площади приемной площадки. Действительно, при использовании обычных линз световой поток анализирующего излучения фокусируется на локальную область чувствительной площадки фотоприемника. При механических вибрациях, приводящих к отклонению от ортогонального положения формирующегося слоя по отношению к анализирующему излучению, сфокусированный световой поток хаотически попадает на разные локальные области приемной площадки, которые отличаются по чувствительности друг от друга, что и приводит к погрешности при измерениях регистрируемого сигнала. Матированная линза рассеивает световой поток и обеспечивает равномерную засветку всей чувствительной площадки фотоприемника, тем самым уменьшая погрешность измерения при вибрации. The use of lenses with frosted surfaces reduces the error associated with the mechanical vibration of the device and the heterogeneous sensitivity of the photodetectors over the receiving area. Indeed, when using conventional lenses, the light flux of the analyzing radiation is focused on the local area of the sensitive area of the photodetector. During mechanical vibrations leading to a deviation from the orthogonal position of the forming layer with respect to the analyzing radiation, the focused luminous flux randomly falls on different local areas of the receiving area, which differ in sensitivity from each other, which leads to an error in the measurements of the recorded signal. The frosted lens scatters the light flux and provides uniform illumination of the entire sensitive area of the photodetector, thereby reducing the measurement error during vibration.

Предлагаемая конструкция узла визуальной настройки позволяет оперативно и точно совмещать центр чувствительной площадки фотоприемника измерительного канала с осью падающего на нее светового потока, отраженного от формирующегося слоя. Повышение точности настройки приводит к увеличению отношения сигнал-шум и к уменьшению погрешности измерений. The proposed design of the visual adjustment unit allows you to quickly and accurately combine the center of the sensitive area of the photodetector of the measuring channel with the axis of the incident light flux reflected from the forming layer. Improving the tuning accuracy leads to an increase in the signal-to-noise ratio and to a decrease in the measurement error.

Настройка осуществляется следующим образом:
перемещая плиту 18, совмещают ось отраженного от формирующегося слоя светового потока с перекрестием матированного стеклянного диска 22;
фиксируют это положение плиты 18 с помощью прижимного винта (фиг. 1);
перемещая планку 19 в пазах плиты 18, устанавливают ее во второе фиксированное положение, при котором световой поток попадает на центр чувствительной площадки фотоприемника 13.
The setting is as follows:
moving the plate 18, combine the axis of the light flux reflected from the forming layer with the crosshair of the frosted glass disk 22;
fix this position of the plate 18 using the clamping screw (Fig. 1);
moving the bar 19 in the grooves of the plate 18, set it to a second fixed position, in which the light flux enters the center of the sensitive area of the photodetector 13.

Введение в устройство предварительных усилителей 8 и 14 и их размещение в металлических корпусах 20 и 21 в непосредственной близости к соответствующим фотоприемникам позволяет повысить помехозащищенность электрического сигнала и обеспечить его уровень, достаточный для работы усилителей 15 и 16 в оптимальном режиме. Предусилители выполнены по схеме высокоточного преобразователя фототок напряжение на термостабильных пассивных элементах и двух операционных усилителях (фиг. 2). The introduction of preliminary amplifiers 8 and 14 into the device and their placement in metal housings 20 and 21 in close proximity to the respective photodetectors allows increasing the noise immunity of the electric signal and ensuring its level sufficient for the operation of amplifiers 15 and 16 in the optimal mode. The preamplifiers are designed according to the scheme of a high-precision photocurrent voltage converter on thermostable passive elements and two operational amplifiers (Fig. 2).

В предлагаемой схеме предусилителя в качестве первого операционного усилителя используется микросхема типа 544УД1, а в качестве второго операционного усилителя микросхема типа 140УД14. In the proposed preamplifier circuit, a 544UD1 type chip is used as the first operational amplifier, and a 140UD14 type chip is used as the second operational amplifier.

Предлагаемое устройство определения толщины и оптических свойств слоев в процессе их формирования позволяет контролировать толщину осаждаемых диэлектрических (SiO2, Si3N4) и полупроводниковых (AlxGa1-xAs) слоев с абсолютной погрешностью не более ±20

Figure 00000001
, что подтверждают результаты независимых измерений на эллипсометре. Погрешность определения толщины слоев при использовании устройства по прототипу находится в диапазоне от ± 50 до ± 250
Figure 00000002
.The proposed device for determining the thickness and optical properties of the layers during their formation allows you to control the thickness of the deposited dielectric (SiO 2 , Si 3 N 4 ) and semiconductor (Al x Ga 1-x As) layers with an absolute error of not more than ± 20
Figure 00000001
, which is confirmed by the results of independent measurements on an ellipsometer. The error in determining the thickness of the layers when using the device according to the prototype is in the range from ± 50 to ± 250
Figure 00000002
.

Таким образом, предлагаемое устройство более чем в 2 раза повышает точность определения толщины слоев в ходе технологических процессов их формирования по сравнению с прототипом и может быть эффективно использовано при контроле субмикронных структур с жестко заданными номиналами толщин слоев. Thus, the proposed device more than 2 times increases the accuracy of determining the thickness of the layers during the technological processes of their formation in comparison with the prototype and can be effectively used to control submicron structures with hard-set nominal thicknesses of the layers.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЛОЕВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ, содержащее оптический блок с закрепленными в нем источником излучения, светоделительным зеркалом, последовательно расположенными по ходу луча, прошедшего от источника через светоделительное зеркало, первым интерференционным фильтром, первой линзой, первым фотоприемником и последовательно расположенными по ходу луча, отраженного от светоделительного зеркала в сторону формирующего слоя, а затем снова прошедшего через светоделительное зеркало, вторым интерференционным фильтром, второй линзой, вторым фотоприемником, а также первый и второй усилители постоянного тока и систему регистрации и обработки сигналов, соединенную с выходами усилителей, отличающееся тем, что в него введены инфракрасный светофильтр, расположенный перед вторым интерференционным фильтром, первый поляризатор, расположенный перед первым интерференционным фильтром, второй поляризатор, расположенный перед инфракрасным светофильтром, узел визуальной настройки, первый и второй предварительные усилители, два металлических корпуса и мишень, причем поверхности линз выполнены матированными, а второй поляризатор, инфракрасный светофильтр, второй интерференционный фильтр, вторая линза, второй фотоприемник и второй предварительный усилитель закреплены жестко относительно друг друга во втором металлическом корпусе, который установлен с возможностью вращения вокруг оси луча, переотраженного от исследуемого слоя и прошедшего светоделительное зеркало, первый поляризатор, первый интерференционный фильтр, первая линза, первый фотоприемник и первый предварительный усилитель закреплены жестко относительно друг друга в первом металлическом корпусе, установленном с возможностью вращения вокруг оси луча, прошедшего светоделительное зеркало, узел визуальной настройки содержит плиту с направляющими пазами и отверстием для прохождения излучения источника, размещенную с возможностью перемещения и фиксации положения относительно луча, планку, расположенную в пазах плиты с возможностью перемещения и имеющую два фиксированных положения, на которой установлены соответственно второй металлический корпус с вторым фотоприемником и мишень в виде матированного стеклянного диска с перекрестием, выход первого фотоприемника соединен с входом первого предусилителя, выход которого соединен с входом первого усилителя, выход второго фотоприемника соединен с входом второго предусилителя, выход которого соединен с входом второго усилителя. 1. DEVICE FOR DETERMINING THE THICKNESS AND OPTICAL PROPERTIES OF THE LAYERS IN THE PROCESS OF THEIR FORMING, containing an optical unit with a radiation source fixed therein, a beam splitter mirror, sequentially located along the beam passing from the source through the beam splitter mirror, the first interference filter, the first lens, the first lens, the first lens and sequentially located along the beam reflected from the beam splitter to the side of the forming layer, and then again passed through the beam splitter, the second interference filter, the second lens, the second photodetector, as well as the first and second DC amplifiers and a signal recording and processing system connected to the outputs of the amplifiers, characterized in that an infrared filter located in front of the second interference filter is introduced, the first polarizer located in front of the first interference filter, a second polarizer located in front of the infrared filter, a visual tuning unit, the first and second pre-amplifiers, two and the metal case and the target, the lens surfaces being frosted, and the second polarizer, infrared filter, second interference filter, second lens, second photodetector and second pre-amplifier are fixed rigidly relative to each other in the second metal case, which is mounted to rotate around the axis of the beam reflected from the studied layer and passing through a beam splitting mirror, the first polarizer, the first interference filter, the first lens, the first photodetector and the first preamplifier is fixed rigidly relative to each other in the first metal casing, mounted to rotate around the axis of the beam passing the beam splitting mirror, the visual adjustment unit contains a plate with guide grooves and a hole for the passage of the radiation of the source, placed with the possibility of movement and fixing the position relative to the beam, a bar located in the slots of the plate with the ability to move and having two fixed positions, on which are installed respectively the second a metal case with a second photodetector and a target in the form of a frosted glass disk with a crosshair, the output of the first photodetector is connected to the input of the first preamplifier, the output of which is connected to the input of the first amplifier, the output of the second photodetector is connected to the input of the second preamplifier, the output of which is connected to the input of the second amplifier. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый и второй предусилители выполнены по схеме высокоточного преобразователя фототок напряжение на термостабильных пассивных элементах и двух операционных усилителях, инвертирующий и неинвертирующий входы первого операционного усилителя являются входом предусилителя, при этом инвертирующий вход соединен с первым выводом первого резистора, а неинвертирующий вход соединен с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, второй вывод первого резистора соединен с выходом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с выходом первого операционного усилителя, инвертирующий вход второго операционного усилителя соединен с первым выводом четвертого резистора и первым выводом пятого резистора, второй вывод четвертого резистора соединен с шиной нулевого потенциала, а второй вывод пятого резистора соединен с выходом второго операционного усилителя, который является выходом предусилителя. 2. The device according to claim 1, characterized in that the first and second preamplifiers are made according to the scheme of a high-precision photocurrent converter voltage on thermostable passive elements and two operational amplifiers, the inverting and non-inverting inputs of the first operational amplifier are the input of the preamplifier, while the inverting input is connected to the first the output of the first resistor, and the non-inverting input is connected to the first output of the second resistor, the second output of which is connected to the zero potential bus, the second output of the first the source is connected to the output of the second operational amplifier, the non-inverting input of which is connected to the first terminal of the third resistor, the second terminal of which is connected to the output of the first operational amplifier, the inverting input of the second operational amplifier is connected to the first terminal of the fourth resistor and the first terminal of the fifth resistor, the second terminal of the fourth resistor is connected with a bus of zero potential, and the second output of the fifth resistor is connected to the output of the second operational amplifier, which is the preamp output i.
SU5051487 1992-07-07 1992-07-07 Device to determine thickness and optical properties of layers in process of their formation RU2036418C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5051487 RU2036418C1 (en) 1992-07-07 1992-07-07 Device to determine thickness and optical properties of layers in process of their formation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5051487 RU2036418C1 (en) 1992-07-07 1992-07-07 Device to determine thickness and optical properties of layers in process of their formation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2036418C1 true RU2036418C1 (en) 1995-05-27

Family

ID=21608886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5051487 RU2036418C1 (en) 1992-07-07 1992-07-07 Device to determine thickness and optical properties of layers in process of their formation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2036418C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7158221B2 (en) 2003-12-23 2007-01-02 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for performing limited area spectral analysis
US8009938B2 (en) 2008-02-29 2011-08-30 Applied Materials, Inc. Advanced process sensing and control using near infrared spectral reflectometry
RU2515339C2 (en) * 2012-01-11 2014-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Method to measure linear movements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Быстров Ю.А., Колгин Е.А., Котлецов Б.Н. Технологический контроль размеров в микроэлектронном производстве. М.: Радио и связь, 1988, с.267. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7158221B2 (en) 2003-12-23 2007-01-02 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for performing limited area spectral analysis
US7330244B2 (en) 2003-12-23 2008-02-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for performing limited area spectral analysis
US7602484B2 (en) 2003-12-23 2009-10-13 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for performing limited area spectral analysis
US8009938B2 (en) 2008-02-29 2011-08-30 Applied Materials, Inc. Advanced process sensing and control using near infrared spectral reflectometry
RU2515339C2 (en) * 2012-01-11 2014-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Method to measure linear movements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1332882C (en) Wedge-filter spectrometer
EP0709659B1 (en) Spectrometer
US6043883A (en) Wavemeter and an arrangement for the adjustment of the wavelength of the signals of an optical source
US5329357A (en) Spectroscopic ellipsometry apparatus including an optical fiber
EP0088419B1 (en) Apparatus for optically measuring a current
CA2136886C (en) Apparatus, system and method for real-time wafer temperature measurement based on light scattering
US7034935B1 (en) High performance miniature spectrometer
US6184985B1 (en) Spectrometer configured to provide simultaneous multiple intensity spectra from independent light sources
US6836330B2 (en) Optical beamsplitter for a polarization insensitive wavelength detector and a polarization sensor
US5691540A (en) Assembly for measuring a trench depth parameter of a workpiece
RU2036418C1 (en) Device to determine thickness and optical properties of layers in process of their formation
US4779984A (en) Method and apparatus for holographic spectrometry
KR960019498A (en) In-process film thickness monitor device and method
US20060152736A1 (en) Thickness measuring device
EP0176826A2 (en) Method and apparatus for dual-beam spectral transmission measurements
US4789212A (en) Integrated optical polarizer with high extinstion ratio and low insertion loss, and improved method of fabrication thereof
US4633078A (en) Optical interference eliminator
JP2001091357A (en) Simultaneous analysis of multiple optical spectra
JPH031615B2 (en)
TW200530564A (en) Wavelength meter
JP3320835B2 (en) Distance control method and distance control device between optical probe and measured object, and electrical physical quantity measurement device
JPH11101739A (en) Ellipsometry apparatus
JP2985487B2 (en) Light wave interferometer
Hosch et al. Instrumental Sources of Noise in a Pulsed Dye Laser Double Beam Spectrometer
SU1619015A1 (en) Method of checking thickness of material