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中華人民共和國有色金屬行業標準

YS/T839—2012

硅襯底上絕緣體薄膜厚度及折射率

的橢圓偏振測試方法

Testmethodformeasurementofinsulatorthickness

andrefractiveindexonsiliconsubstratesbyellipsometry

2012-11-07發布2013-03-01實施

中華人民共和國工業和信息化部發布

中華人民共和國有色金屬

行業標準

硅襯底上絕緣體薄膜厚度及折射率

的橢圓偏振測試方法

YS/T839—2012

*

中國標準出版社出版發行

北京市朝陽區和平里西街甲號

2(100013)

北京市西城區三里河北街號

16(100045)

網址

:

服務熱線

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年月第一版

20132

*

書號

:155066·2-24299

版權專有侵權必究

YS/T839—2012

前言

本標準按照給出的規則起草

GB/T1.1—2009。

本標準由全國有色金屬標準化技術委員會歸口

(SAC/TC243)。

本標準起草單位中國計量科學研究院有研半導體材料股份有限公司瑟米萊伯貿易上海有限

:、、()

公司

。

本標準主要起草人高英武斌孫燕徐繼平徐自亮黃黎

:、、、、、。

Ⅰ

YS/T839—2012

硅襯底上絕緣體薄膜厚度及折射率

的橢圓偏振測試方法

1范圍

11本方法規定了用橢圓偏振測試方法測量生長或沉積在硅襯底上的絕緣體薄膜厚度及折射率的

.

方法

。

12本方法適用于薄膜對測試波長沒有吸收和襯底對測試波長處不透光且已知測試波長處襯底折射

.、

率和消光系數的絕緣體薄膜厚度及折射率的測量對于非絕緣體薄膜滿足一定條件時方可采用本

。,,

方法

。

2方法提要

21儀器裝配如圖所示自單色儀發射出的光經過起偏器后轉化為線偏振光

.1。。

22補償器角度設置為或將線偏振光轉化為橢圓偏振光在入射面內看向光束迎向

.-45°(+315°),。(

光源時以逆時針方向為正方向

),。

23入射光的偏振方位角和橢圓度由起偏器和補償器的設置決定

.。

24入射光經樣品反射后偏振方位角和橢圓度發生變化系統通過交替改變起偏器和檢偏器的設

.,。

置使入射在樣品表面的光為橢圓偏振光而反射光為線偏振光在探測器上則調整為消光

,,。

25絕緣體薄膜厚度及折射率通過手工圖解法或借助于儀器自帶軟件計算得出

.。

26具有一定厚度折射率和消光系數的非絕緣體薄膜只有測量時得到的反射光信號滿足所用測量

.、,

儀器的要求時方可進行測量

,。

3干擾因素

31若樣品表面上存在外來玷污則會給出錯誤的測量結果

.,。

32在與光斑直徑可比擬的范圍內如果襯底不平絕緣體薄膜厚度不均勻折射率分布不均勻就可

.,、、,

能實現不了完全消光測量結果的準確性也會降低

,。

33如果絕緣體薄膜對測試波長光部分吸收或散射就可能得不到唯一解

.,。

34如果在計算中采用圖解法當相位變化的角度Δ相位變化為jΔ在之間或振幅變化

.,(,e)140°~180°

的角度Ψ振幅變化為Ψ在之間時測量的準確性會有所降低

[,tan]11.6°~14°,。

4測量儀器

41光源帶有準直器或單色儀的多色燈或激光器用以產生指定測試波長的單色準直光束

.:,,。

42起偏器雙折射晶體用來將光源產生的非偏振單色光轉化為線偏振光該晶體需要可旋轉并安

.:,。,

裝在定位準確度達到的圓刻度盤上

±0.1°。

43檢偏器雙折射晶體與起偏器結構類似且以相似方式安裝

.:,,。

44補償器雙折射片透射率T和相位延時Δ已知用來將線偏振光轉化為橢圓偏振光