Способ контроля толщины островковых пленок Советский патент 1992 года по МПК G01B15/02 

Изобретение относится к измерительной технике и к микроэлектронике, в частности к методам и средствам определения толщины тонких пленок и покрытий в процессе их роста посредством электронного облучения и может быть использовано в микроэлектронной технологии.

Известны неразрушающие способы контроля толщины тонких пленок и покрытий, основанные на облучении объекта контроля моноэнергетическими электронами и на регистрации упруго отраженных от поверхности образца электронов и электронов, прошедших в образце. Однако известные способы пригодны для контроля лишь однородных покрытий и сплошных пленок малых толщин от десятых долей до

10 А, поскольку используют электроны с энергией меньше 50 эВ. Они характеризуются малой точностью при определении весовых толщин островковых пленок на различных стадиях их роста, поскольку отдельные островки имеют поперечные размеры большие 10 А.

Известен способ контроля толщины островковых пленок, заключающийся в том, что выбирают несколько образцов со сплошной и островковой пленками с разными их весовыми толщинами, направляют на них пучок моноэнергетических электронов заданной энергии, регистрируют величины токов о и 1С вторичных эмитированных электронов для выбранных образцов соответственно островковой пленки и сплошной

N о

СО

со

«

пленки, стр.оят калибровочную кривую зависимости весовых толщин островковых пленок от величины отношения величин токов )для всех образцов, направляют тот же пучок моноэнергетических электронов на объект контроля, измеряют величины токов вторичных эмитированных электронов, определяют отношение величин этих токов объекта контроля и определяют по калибровочной кривой толщину пленки объекта контроля.

Недостатком известного способа является малая точность и чувствительность контроля толщины островковых пленок на различных стадиях их роста вследствие того, чтб энергию облучающих электронов вы- бирают и из диапазона от 2 кэВ до 25 кэВ, что приводит к формированию тока вторичных эмитированных электронов в основном в материале подложки, на которой формируется пленка, а также к разрушению самой пленки под действием облучающих электронов за счет стимулирования облучающими электронами процессов перестройки ее структуры, радиационного дефектообразо- вания и десорбции частиц с поверхности.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности контроля толщины островковых пленок на различных стадииях их роста путем стабилизации энергии пучка первичных электронов.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе контроля толщины островковых пленок,заключающемся в том,что выбирают несколько образцов со сплошной и островковой пленками с разными их весо- выми толщинами, направляют на них пучок моноэнергетических электронов заданной энергии, регистрируют величины токов 0 и Ic вторичных эмитированных электронов для выбранных образцов соответственно островковой пленки и сплошной пленки, строят калибровочную кривую зависимости весовых толщин островковых пле нок от величины отношения величин токов (lo/lc) для всех образцов, направляют тот же пучок мо- ноэнергетических электронов на объект контроля, измеряют величины токов вторичных эмитированных электронов, определяют отношение величин этих токов объекта контроля и определяют по калибровочной кривой толщину пленки объекта контроля, выбирают энергию первичных электронов из диапазона, для которого форма энергетического распределения вторичных электронов стабильна, а при этом пучок моноэнергетических электронов должен иметь энергию в пределах 50 - 2000 эВ.

Способ осуществляется следующим образом.

Объект контроля облучают пучком моноэнергетических электронов заданной энергии из диапазона 50 - 2000 эВ, определяют величины токов вторичных эмитированных электронов для сплошной и островковой пленки на подложке для разных толщин пленки, соответственно, величины 0 и с Далее строят калибровочную кривую зависимости весовых толщин островковых пленок от величины отношения значений токов lo/lc для этих пленок. Затем направляют пучок моноэнергетических электронов той же энергии на объект контроля, измеряют величины токов вторичных эмитированных электронов, определяют отношение значений этих токов объекта контроля и определяют по построенной калибровочной кривой толщины пленки объекта контроля. Предлагаемый способ конкретно реализуется в вакуумной камере при облучении островковой и сплошной пленок, например, золота моноэнергетическими электронами с энергией, выбранной из диапазона 50 - 250 эВ, путем определения величины токов вторичных электронов интегрированием соответствующих энергетических распределений вторичных эмитированных электронов, подключенных на электронном спектрометре для островковых пленок толщиной до 40 А, напыленных на подложку в вакууме.

Формула изобретения

Способ контроля толщины островковых пленок, заключающийся в том, что выбирают несколько образцов со сплошной и островковой пленками с разными их весовыми толщинами, направляют на них пучок моноэнергетических электронов заданной энергии, регистрируют величины токов 0 с с вторичных эмитированных электронов для выбранных образцов, соответственно островковой пленки и сплошной пленки, строят калибровочную кривую зависимости весовых толщин островковых пленок от величины отношения величин токов (I0/lc) для всех образцов, направляют тот же пучок моноэнергетических электронов на объект контроля, измеряют величины токов вторичных эмитироЁанных электронов, определяют отношение величин этих токов объекта контроля, определяют по калибровочной кривой толщину пленки объекта контроля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности контроля толщины островковых пленок на различных стадиях их роста, выбирают энергию первичных электронов из диапазона, для которого форма энергетического

517638866

распределения вторичных электронов ста- ронов имеет энергию в пределах 50 - 2000 бильна, а пучок моноэнергетических элект- эВ.

Изобретение относится к измерительной технике и к микроэлектронике, в частности к методам и средствам определения толщины тонких пленок и покрытий в процессе их роста посредством электронного облучения, и может быть использовано в микроэлектронной технике. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности контроля толщины островковых пленок на различных стадиях их роста путем стабилизации пучка первичных электронов. Объект контроля облучают пучком моноэнергетических электронов заданной энергии из диапазона 50 - 2000 эВ, определяют величину токов вторичных эмитированных электронов для сплошной и ос- тровковой пленки на подложке для различных толщин пленок, соответственно 10 и 1С и по построению калибровочной кривой зависимости весовых толщин островковых пленок от величины I0/lc определяют весовую толщину измеряемой пленки. сл