Применение эллипсометрических комплексов

Размещено на http://allbest.ru

НИУ ИТМО

Реферат на тему:

«Применение эллипсометрических комплексов»

Подготовил: Парчуков А.

Группа: 3676

Санкт - Петербург

2012

Введение

Эллипсометрия - высокочувствительный и точный поляризационно-оптический метод исследования поверхностей и границ раздела различных сред, основанный на изучении изменения состояния поляризации света из-за его взаимодействия с поверхностью.

Основные определения:

Поляризация света - физическая характеристика оптического излучения, описывающая поперечную анизотропию световых волн.

Основными являются три вида поляризации:

- линейная -- колебания возмущения происходит в какой-то одной плоскости. В таком случае говорят о «плоско-поляризованной волне»;

- круговая -- конец вектора амплитуды описывает окружность в плоскости колебаний. В зависимости от направления вращения вектора может быть правой или левой.

- эллиптическая, как частный случай круговой поляризации.

Монохроматическая волна -- строго гармоническая (синусоидальная) волна с постоянными во времени частотой, амплитудой и начальной фазой.

История

Поляризацию света впервые открыл в 1678 году и описал в 1690 году английский ученый Х.Гюйгенс. Природа явлений света без представлений И.Ньютона неполна. Он изучал интерференцию, двойное лучепреломление, близко подошел к открытию явления поляризации. Он считал свет потоком корпускул, высказал мысль о периодичности светового процесса, рассматривал возможность существования волновых свойств света, в 1675 году предпринял попытку создать корпускулярно-волновую теорию. К корпускулярности света Ньютон пришел из условия делимости светового луча. По результатам своих опытов он заключил, что луч света имеет начало и конец, две разные стороны, чередующиеся способности (приступы) легкого отражения и легкого прохождения, что отражающая поверхность воздействует на направление луча без прямого контакта на расстояниях до долей мм. Разные стороны света фактически представляют собой основу явления поляризации.

В 1804 году английский ученый, врач У.Волластон открыл явление дихроизма на кристаллах (анизотропии пропускания). Трактовка явления по корпускулярному механизму была затруднена, а волновая теория только начала развиваться. В 1801 году английский ученый Т.Юнг открыл интерференцию и ввел это понятие; развил теорию Гюйгенса, обнаружил эффект потери полуволны светом при отражении от более плотной поверхности.

Начало систематическим исследованиям поляризации было заложено французским физиком Э.Л. Малюсом. Он открыл в 1808 году поляризацию света при отражении и установил закон изменения интенсивности поляризации (закон Малюса), а в 1811 году обнаружил поляризацию света при преломлении.

В том же году независимо от Малюса поляризацию при преломлении обнаружил французский физик Ж.Б.Био. В 1815 году он открыл круговую поляризацию, установил закон вращения плоскости поляризации (закон Био), установил существование право-, левовращательных веществ. Эти исследования положили начало методу сахариметрии (1836 г.), основанному на зависимости поворота плоскости поляризации света от концентрации раствора и используемому в основном для растворов сахаров.

Французский ученый и политический деятель Д.Ф.Араго открыл в 1811 году хроматическую поляризацию и независимо от других наблюдал поляризацию при преломлении и отражении света, а также вращение плоскости поляризации. По его указаниям Физо и Фуко измерили скорость света.

Явление поляризации при преломлении и отражении, вращение поляризации независимо от французских ученых открыл в 1815 году шотландский физик Д. Брюстер. Он открыл явление полной поляризации при отражении (закон Брюстера), двойное лучепреломление в средах с искусственной анизотропией, а в 1818 году открыл двухосные кристаллы.

Пришедший в физику под влиянием Малюса и Био в 1811 году дорожником-строителем французский физик О.Ж.Френель переоткрыл в 1815 году интерференцию, развил волновую теорию света, разработал теорию дифракции и интерференции поляризованных лучей.

Впервые открыл в 1823 году эллиптическую и круговую поляризации (форму поляризации); на волновых представлениях вывел формулы отражения и преломления для эллиптически поляризованного света (формулы Френеля), объяснил все явления поляризации. В теории света для представления физических характеристик Френель первым использовал комплексные числа. Он обнаружил, что лучи со взаимно перпендикулярной поляризацией не интерферируют друг с другом. На этом основании он выдвинул гипотезу о поперечном характере световых волн (повторив Гюйгенса). Однако построить физическую модель таких волн никому не удалось по настоящее время.

Возникновение метода эллипсометрии восходит к работам Д. Рэлея и П.Друде конца XIX века, где были сформулированы основные принципы эллипсометрии и отражение поляризованного света использовалось для измерения оптических констант металлов. Вплоть до середины прошлого столетия метод оставался мало востребованным. Толчок в его развитии был связан с потребностями интенсивно развивающейся в то время полупроводниковой микроэлектроники. Потребовался простой, доступный и надежный метод для прецизионного контроля толщины диэлектрических слоев полупроводниковых структур, и эллипсометрия как нельзя лучше удовлетворяла всем этим требованиям. Более того, оказалось, что возможности, заложенные в физических принципах метода, гораздо шире и позволяют не только измерять толщины слоев, но и характеризовать их физико-химические свойства, а также исследовать достаточно тонкие процессы на поверхности.

С этого началось интенсивное развитие эллипсометрии. Оно было обусловлено еще двумя обстоятельствами: появлением источников направленного монохроматического излучения - лазеров и широким распространением быстродействующей вычислительной техники. Последнее обстоятельство позволило облегчить процедуру интерпретации измерений, существенно расширить рамки модельных представлений при описании исследуемых структур и тем самым перейти к изучению более сложных объектов. Развитие метода шло по нескольким взаимосвязанным направлениям. Прежде всего, это разработка его аппаратурного обеспечения: создание эллипсометров широкого спектрального диапазона, быстродействующих лазерных эллипсометров, а также специализированных приборов с узкофункциональными возможностями. Параллельно этому шло развитие методических основ, разработка моделей для интерпретации эллипсометрических измерений, создание алгоритмов и методов численного решения эллипсометрических задач. Это, свою очередь, привело к распространению метода эллипсометрии из микроэлектроники в другие области знаний: физику твердого тела, физику поверхности, материаловедение, технологию оптических покрытий, химию полимеров и электрохимию, биологию, медицину и др.

Современное состояние

Математическое описание поляризации, в том числе эллиптической, основано на теоретическом представлении монохроматического света суперпозицией двух отдельных линейно поляризованных (плоских) волн, векторы напряженности электрического поля E_P и E_S которых перпендикулярны к направлению луча, то есть находятся в плоскости колебаний и перпендикулярны друг к другу. При этом одна волна с вектором E_P поляризована в плоскости "падения - отражения" луча (параллельная волна), и другая волна с вектором E_S поляризована в плоскости, перпендикулярной плоскости падения (перпендикулярная волна).

В простейшем случае, когда плоскость падения-отражения перпендикулярна к исследуемой поверхности, вектор E_S, будучи перпендикулярным к плоскости падения-отражения и лучу, всегда параллелен поверхности и до, и после отражения.

Вектор E_P, находясь в плоскости падения, тоже, будучи перпендикулярным к лучу, наклонен к поверхности объекта на угол падения и меняет наклон в результате отражения. Угол наклона вектора определяется углом падения луча. Эти две плоские теоретические волны имеют соответствующие амплитуды колебаний А_P и А_S и независимые временные фазы д_P и д_S, которые не зависят также от пространственной ориентации векторов E_P и E_S.



Размещено на http://allbest.ru

Суть метода поясняется рис. 1. На исследуемый образец падает плоско поляризованная волна, которая после отражения становится в общем случае эллиптически поляризованной. Параметры эллипса поляризации, т.е. ориентация его осей и эксцентриситет, определяются оптическими свойствами отражающей структуры и углом падения света. В эксперименте измеряется отношение комплексных коэффициентов отражения для двух типов поляризации световой волны: в плоскости падения (p) и перпендикулярно к ней (s). Это отношение принято выражать через эллипсометрические параметры ш и ?, которые характеризуют относительное изменение амплитуд для p- и s-поляризаций и сдвиг фаз между ними:

Эллипсометрические измерения оказываются более информативными, чем фотометрические, так как одновременно измеряются сразу две величины: амплитудный параметр ш и фазовый - ?. Поэтому из уравнения (1) можно определить любые два параметра модели, описывающей коэффициенты отражения R_P и R_S. Последние зависят от оптических свойств исследуемой структуры, а также от угла падения света и длины волны. Если количество параметров, подлежащих определению, больше двух, то можно провести измерения при нескольких углах падения света (многоугловая эллипсометрия) или при сканировании длины волны света (спектральная эллипсометрия) и тем самым увеличить число уравнений.

Если на плоскую поверхность однородной изотропной (в общем случае поглощающей) среды падает линейно поляризованная плоская волна, имеющая вектор E (составляющая Е_р лежит в плоскости падения, а перпендикулярная ей - E_s ), то при зеркальном отражении возникает плоская волна E_r с компонентами:

,

где R_P и R_S - френелевские коэффициенты отражения для p- и s- поляризаций.

В результате вектор E_r будет описывать эллипс (рис. 2), определяемый углами г и ч:

Размещено на http://allbest.ru

,

где г - эллиптичность,

ч - азимут эллипса,

a, b - его полуоси.

Значения R_P и R_S определяются углом падения ц и оптическими свойствами: коэффициентом преломления n и показателем поглощения ?.

Таким образом, зная ц и измеряя ч и г можно определить оптические свойства.

Вычисление оптических констант чистых поверхностей с использованием ? и ш, полученных в результате эллипсометрических измерений, в общем случае производится с помощью следующей формулы:

где k - показатель экстинкции.

Иными словами, коэффициент поглощения.

Из результатов теории видно, что для определения оптических констант (n, k) простой поверхности важно знать величину угла падения ц и эллипсометрические параметры ш и ?. Угол падения измеряется с помощью гониометра.

Относительное изменение амплитуд параллельной (p) и перпендикулярной (s) компонент падающего (i) и отраженного (r) лучей ш_i, ш_r определяется из параметров эллипсов поляризации.

В свою очередь, большая a и малая b оси эллипса измеряются по интенсивности тока фотоумножителя, а угол наклона ч эллипса - по лимбам поляризатора, анализатора и компенсатора.

Относительный сдвиг фаз ?_p-, ?_s- компонент падающего и отраженного лучей определяется по угловым лимбам оптических элементов эллипсометра.

Рассмотрим общую схему эллипсометра (рис.3):

Размещено на http://allbest.ru

Источник света. Представляет собой лампу высокого давления (ксеноновая, ртутная) или лазер. При громоздких конструкциях модуль источника света жестко монтируется с монохроматором и соединяется с остальной частью формирователя зондирующего пучка с помощью световода.

Монохроматор. Предназначен для получения из белого света светового пучка заданной длины волны. Он содержит призму или дифракционную решетку, разлагающие свет по длинам волн, и входную и выходную диафрагмы. С их помощью регулируются пропускание и разрешающая способность прибора и выделяется из разложенного спектра монохроматическое излучение с нужной длиной волны. Монохроматический свет есть поляризованный свет.

Поляризатор. Поляризация светового луча создается и обнаруживается с помощью пластин-поляризаторов, пропускающих свет с направлением электрического вектора только по одной линии в плоскости сечения луча, перпендикулярной к направлению луча. Простейшим поляризатором является узкая щелевая металлическая диафрагма, или система тонких параллельных проволочек. Наиболее избирательными являются дихроичные поляризаторы (анизотропно пропускающие свет вещества). Дихроичными материалами являются монокристалл турмалина или специальные дихроморфные молекулы, встроенные в гомогенные полимерные пленки. В качестве поляризатора используется призма Глана-Тейлора, состоящая из двух склеенных кальцитовых призм с параллельными оптическими осями.

Компенсатор. Необходимая эллиптичность зондирующего пучка формируется из линейно поляризованного света с помощью четвертьволновой фазовой пластинки или л/4-пластинки. Она называется в оптике также фазовой или фазосдвигающей пластинкой, а в эллипсометрии еще называемой компенсатором.

Она разделяет монохроматический линейно поляризованный свет на две взаимно перпендикулярные компоненты, направление векторов которых не совпадает с вектором линейной поляризации, сдвигает фазу одной из них относительно другой, а затем вновь соединяет их в единый пучок, который получается эллиптически поляризованным. В промышленных установках часто используют ахроматический компенсатор типа "модифицированный ромб Френеля".

Модулятор. Изменяет интенсивность зондирующего луча или периодически прерывает его для получения переменной составляющей в отраженном пучке и измерения переменной составляющей фототока методом синхронного детектирования. В качестве модулятора используется вращающийся диск с отверстиями или электромагнитный прерыватель.

Анализатор. Состоит из поляризатора, на выходе которого размещается фотоумножитель.

При вращении поляризатора в плоскости, поперечной сечению пучка, изменяется величина электрического вектора проходящего света, соответственно и интенсивность света, измеряемая фотоумножителем. По этой угловой зависимости измеряется поляризация луча.

Эллипсометрический эксперимент предполагает последовательное выполнение следующих шагов:

- проведение необходимого количества измерений (определение левой части уравнений вида (1));

- выбор адекватной оптической модели, описывающей отражающие свойства исследуемого образца (моделирование правой части уравнения (1));

- численное решение системы уравнений и определение искомых параметров модели;

- интерпретация полученных численных результатов на языке физических характеристик исследуемого объекта.

Существующие на сегодняшний день модели позволяют рассчитать коэффициенты отражения многослойных и неоднородных по толщине структур, гетерогенных слоев, состоящих из смеси нескольких компонентов, описать отражение от шероховатых поверхностей и островковых пленок. В результате такого комплексного подхода удается проводить неразрушающий оперативный контроль достаточно сложных слоистых наноструктур.

Отражение от металлической и стеклянной поверхности

Отражение от металлической поверхности обуславливается рассеянием света при взаимодействии со свободными электронами. Электроны излучают в процессе рассеяния вторичные волны, которые при сложении формируют сильно отраженную волну.

В стекле, которое является диэлектриком, концентрация слабосвязанных электронов гораздо ниже, и поэтому отраженная волна будет слабой. Что касается поляризации, то при отражении от стеклянной поверхности свет становится поляризованным или меняет вид поляризации, если этот свет падает на поверхность под углом Брюстера.



Размещено на http://allbest.ru

При таком падении отражается волна, в которой вектор напряженности электрического поля колеблется перпендикулярно плоскости падения, то есть образуется линейно поляризованная волна.

Размещено на http://allbest.ru

Вектор напряженности электрического поля эллиптически поляризованного света, формирующегося при отражении от металла, можно разложить на две взаимноперпендикулярные составляющие, одна из которых будет колебаться перпендикулярно плоскости падения, другая параллельно плоскости.



Размещено на http://allbest.ru

Использование

Область применения эллипсометрии - исследования оптических свойств материалов, в том числе измерения оптических постоянных тонких (например, оксидных) пленок, а также их толщин.

Интерес к эллипсометрии возрос в 70-80-х гг. 20 в. в связи с особым значением, которое приобрели анализ структуры, изучение физико-химических свойств и контроль чистоты поверхностей благодаря быстрому развитию твердотельной (прежде всего полупроводниковой) электроники.

Эллипсометрию используют также в исследованиях адсорбции в глубоком вакууме на плоских поверхностях Si, Ag, Pt и др., адсорбции полимеров на границе жидкость-газ и жидкость-жидкость, процессов катализа на микроуровне, свойств верхних слоев поверхностей, подвергнутых коррозии, в электрохимии для изучения окисления и восстановления электродов.

В микробиологии для исследования оболочек клеток и липидных мембран и др.

Сканирующий эллипсометр высокого пространственно-временного разрешения «МИКРОСКАН - M»

Характеристика: Эллипсометр «МИКРОСКАН-М» предназначен для измерения оптических параметров поверхности микрообъектов и исследования поверхностных микроструктур с высоким временным разрешением.

Размещено на http://allbest.ru

Принцип действия прибора основан на измерении состояния поляризации света, отраженного от поверхности образца с последующим определением на основе этих измерений оптических параметров поверхности и пленочных структур.

Технические характеристики

Прибор позволяет проводить:

* измерение оптических параметров поверхности микрообъектов и микроструктур с пространственным разрешением 5 мкм;

* измерение динамики изменения оптических параметров поверхности микрообъектов с временным разрешением 1 микросекунда;

* измерение распределения оптических параметров по площади образца размерами до 150Ч150 мм;

* измерение толщин тонкопленочных слоев с погрешностью в единицы ангстрем;

* измерение показателей преломления и поглощения слоев с погрешностью 0,001.

Области применения: Сканирующий эллипсометр пространственно-временного разрешения «МИКРОСКАН-М» отличается исключительно широкой сферой применения и предназначен для проведения уникальных исследований в различных областях современной науки и техники.

* В области физики полупроводников:

? измерение оптических характеристик полупроводниковых материалов, включая синтезированные полупроводниковые квантово-размерные структуры (сверхрешетки, квантовые точки и т.п.);

? исследование физических характеристик тонкопленочных структур микро- и нанометрового диапазонов: оптических постоянных, состава, кристаллического совершенства, механических напряжений и толщин слоев;

? исследование межфазных границ раздела, процессов адсорбции-десорбции на поверхности твердых и жидких тел;

? исследование имплантированных слоев полупроводников: процессов дефектообразования, кристаллизации и формирования полупроводниковых наноструктур;

? исследование поверхности при плазмохимическом воздействии;

? диагностика атомарно чистой поверхности полупроводников;

? картирование оптических свойств исследуемых образцов.

* В оптике:

? исследование оптических свойств материалов, пьезо-, электро-, магнито-оптических эффектов;

? исследование анизотропных свойств кристаллов и поверхностных пленок в кристаллооптике;

? исследования объектов многослойной и градиентной оптики. 3

* В электрохимии:

? изучение процессов коррозии металлов;

? исследование начальных стадий зародышеобразования при электролизе;

? исследование процессов роста - растворения анодных окислов.

При этом эллипсометрия является уникальным методом, позволяющим проводить исследования в процессе протекания электрохимических реакций.

* В органической химии:

? исследование структурных свойств и оптических характеристик полимерных пленок, включая пленки Лэнгмюра-Блоджетт;

? исследования адсорбции органических молекул на межфазных границах.

* В биологии и медицине:

? исследования адсорбции белков и иммунологических реакций;

? исследования свертываемости крови;

? исследования клеточных структур;

? исследования глазных сред.

Цена базового комплекта (USD) - 20000.

Размещено на http://allbest.ru

Сканирующий спектроэллипсометр «ЭЛЬФ»

Сканирующий спектроэллипсометр «ЭЛЬФ» производства Концерна «Наноиндустрия» предназначен для измерения толщины тонких пленок и многослойных пленочных структур, измерения спектров оптических постоянных и диэлектрических свойств материалов, анализа состояния поверхности и структуры тонких поверхностных слоев.

Позволяет проводить исследования тонких пленок толщиной 0,1 нм - 2 мкм с точностью до 0,1 нм в диапазоне длин волн 270 - 1000 нм с шагом 1 нм, со спектральным разрешением не хуже 4 нм. Оборудован двумя источниками света; микроприставкой, позволяющей улучшить пространственное разрешение; ахроматическим компенсатором, позволяющим повысить точность измерений слоев толщиной менее 10 нм; блоком сопряжения с персональным компьютером (с современным программным обеспечением). Данный прибор входит в состав комплектации лаборатории микроскопии первого этапа и за время эксплуатации зарекомендовал себя с наилучшей стороны при решении образовательных задач.

Стоимость установки - 700 000 руб.

Лазерный эллипсометр SE 400adv SENTECH

Размещено на http://allbest.ru

SE 400adv - лазерный (сканирующий) эллипсометр производства SENTECH Instruments GmbH (Германия) с возможностью проведения измерений пленок под различными углами разработан для высокоточного измерения толщины и оптических характеристик пленочных структур (коэффициент преломления, показатель поглащения) на различных типах поверхностей. Измерение нанопленок.

Характеристика: Высокая стабильность и точность при измерении с источником света (HeNe лазер, 632,8 нм.), термостабилизированный компенсатор, управление поляризатором, детектор сверх низких шумов.

Высокая точность выравнивания образца (регулировка по высоте и углу наклона) с помощьюавтоколлиматического телескопа (АСТ). Полностью интегрированная поддержка для многоугловых измерений с продвинутым программным обеспечением SENTECH.

Полный пакет предустановленных применений в микроэлектронике, фотовольтаике (солнечные элементы) и др.

Технические характеристики:

Длина волны:	632,8 нм HeNe лазер (< 1 мВт)
Точность измерения ш и ?:	0,002о , 0,002о
Долговременная стабильность:	д? = + 0,1о,дш = +0,1о
Точность измерения толщины пленки:	0,01 нм на 100 нм SiO2на Si
Точность измерения индекса преломления:	5х10-4 на 100 нм SiO2 наSi
Диапазон измерений для прозрачных пленок:	до 6 мкм
Диапазон измерений для слабоабсорбирующих слоев(полисиликон):	до 2 мкм
Время измерения	120 мс - 0,1с (зависит от режима измерений)
Диаметр светового пятна:	1 мм
Угол падения луча света:	Ручной гониометр 40 - 90о, шаг установки 5о
Выравнивание образца, фокусировка:	Автоколлиматический телескоп (АСТ)

эллипсометрия поляризация микробиология

Цена базового комплекта (USD) - 140000.

Эллипсометры, производимые компанией Sentech(Германия)

На нашем рынке наиболее распространенными являются эллипсометры, производимые компанией Sentech(Германия).

SENTECH Instruments GmbH -- компания, которая занимается разработкой и производством систем плазмо-химического травления, плазмо-химического осаждения диэлектриков, а также систем метрологии тонких пленок для измерения толщины и оптических показателей тонких пленок (лазерные эллипсометры, спектроскопичесике эллипсометры, сканирующие эллипсометры, рефлектометры).

Главным дистрибьютором и поставщиком продукции компании Sentech является холдинг «ЭНЕРГОАВАНГАРД», который был основан в 1999 году, как группа компаний, осуществляющих комплексное оснащение предприятий промышленным, лабораторным и аналитическим оборудованием, а также химической продукцией.

За прошедшие годы компании удалось приобрести немалый опыт сотрудничества с предприятиями в самых различных отраслях промышленности.

В 2004 году в компании появилось новое направление - поставки технологического и аналитического оборудования для предприятий и научных организаций, занимающихся разработкой и производством в области микроэлектроники и нанотехнологий.

Результатом работы стали многочисленные поставки новейшего технологического и аналитического оборудования для ведущих промышленных предприятий и институтов в России, а также подписание целого ряда дилерских соглашений с мировыми производителями полупроводникового оборудования.

Основные закупщики оборудования

Основными закупщиками оборудования являются:

1. ОАО «ОКБ Планета», В.Новгород. КБ создано 22.05.1961 г. для проведения НИОКР по разработке и опытному производству полупроводниковых приборов, гибридных интегральных структур, СВЧ радиотехнических изделий, электротехнических изделий (систем электронного зажигания и систем электронного розжига). Здесь была установлена и запущена полностью автоматическая установка для измерения тонких пленок на базе спектроскопического УФ-ВИД эллипсометра SENDURO, а так же проведено обучение работе с установкой персонала предприятия.

В процессе инсталляции и обучения были измерены как калибровочные образцы SENTECH, так и образцы, произведенные в «ОКБ Планета». Измерения проводились на образцах следующих материалов: GaAs, AlN, Ti, SiO2, Cu2O и других. Предприятие качественно повысит свой уровень производственного контроля, а также существенно сократит время проведения измерений образцов при межоперационном контроле.

Размещено на http://allbest.ru

2. Институт химии дальневосточного отделения Российской академии наук в г. Владивосток. Внедрен и запущен комбинированный рефлектометр-эллипсометр модели CER SE 500adv производства SENTECH Instruments GmbH (Германия). Прибор позволит предприятию проводить измерения толщины и оптических показателей тонких пленок для множества задач.

3. Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ (НИИЯФ МГУ) в Москве купил спектроскопический эллипсометр SE 800. Прибор позволяет производить измерения толщин тонких пленок и показателя преломления и др. Прибор может измерять как толщину однослойной пленки так и пленочного стека, состоящего из 2-ух и более слоев. Примеры использования: TCO, SiO2, Si3N4, multicrystal diamond films на крении и др. Тем самым НИЯФ МГУ получил мощнейший измерительный инструмент для своей лаборатории, позволяющий решать большой круг метрологических задач в области измерения тонких пленок.

Размещено на http://allbest.ru

4. На кристальном производстве (участок диффузии) брянского завода ЗАО "КРЕМНИЙ" г.Брянск введен в эксплуатацию лазерный эллипсометр SE 400adv с функций фокусировки пятна и видеокамерой. Прибор позволит производить измерения толщины тонких пленок (SiO2, Si3N4, металлопленки и др.) и коэффициента преломления с высокой точностью и быстротой, что качественно повысит производственный контроль на предприятии.

5. В ГОУ ВПО "МИРЭА" введен в эксплуатацию первый в России широковолновый спектроскопический УФ-ВИД-ИК эллипсометр с многочисленным набором опций модели SE 850 (280-2500 нм). Прибор позволит производить измерения различных пленок и пленочных стеков (многослойных структур) и также позволит расширить возможности лаборатории в исследовательской деятельности и разработке новых полупроводниковых приборов.

6. В ГОУ ВПО "МФТИ" (физтех) г.Долгопрудный, Москвовской обл. введены в эксплуатацию спектроскопический УФ-ВИД эллипсометр SE 800-E (240-950 нм.) и комбинированный эллипсометр-рефлектометр CER SE 500adv. Приборы позволят проводить исследования многослойных пленочных структур, а также пленок, получаемых методом атомно-слоевого осаждения (ALD).

6. На ОАО "Сатурн" г. Краснодар введен в эксплуатацию сканирующий лазерный эллипсометр SE 400adv. Эллипсометр занял свое место в производственной цепочке при создании и разработке солнечных элементов на кремнии и A3B5.

Размещено на http://allbest.ru

7. В цехе диффузии одного из ведущих предприятий полупроводниковой отрасли РФ - ОАО "Ангстрем" г.Зеленоград введена в эксплуатацию автоматическая измерительная система на базе спектроскопического УФ-ВИД эллипсометра SENDURO. Система предназначена для определения толщин пленок и оптических показателей пленок и имеет систему автоматического выравнивания образца, что позволяет проводить измерения одним нажатием кнопки без предварительной подготовки, что снижает ошибки при проведении измерений, вызванные ошибками оператора. Система позволит проводить измерения пленок при серийном производстве и большом количестве пластин за смену.

Эллипсометры отечественного производителя - Институт Физики Полупроводников СО РАН

Достаточно широко поставляются эллипсометры отечественного производителя - Институт Физики Полупроводников СО РАН.

1. Физико-техническим институтом Республики Казахстан (г. Алматы) был заказан один из эллипсометров, разработанный и изготовленный в ИФП СО РАН. Институт в данный момент занимается разработкой и созданием перспективных нанотехнологий и их использования в солнечной энергетике. В ФТИ успешно завершены работы по монтажу и наладке спектрального эллипсометра «ЭЛЛИПС-1000М». Эллипсометр представляет собой современное высокотехнологичное измерительное оборудование субнанометрового диапазона и будет использоваться для выполнения работ, направленных на реализацию проекта по производству мультикремния для фотопреобразователей солнечной энергии. Эллипсометрический комплекс успешно принят в эксплуатацию

2. В Центре коллективного пользования Омского научного центра СО РАН завершены работы по запуску автоматического быстродействующего спектрального эллипсометра «АСЭБ-10М». В первую очередь эллипсометр будет использоваться при проведении исследований по возможности применения в микросенсорике новых наноструктурированных материалов с неоднородной структурой: пористый кремний, нанокристаллитные пленки, диэлектрические материалы с металлическими нанокластерами, протонпроводящие твердые электролиты и керамики, наноуглеродные материалы, наноструктуры КНИ и др. Эллипсометр изготовлен за счет средств Программы импортозамещения СО РАН, на протяжении многих лет успешно и эффективно работающей в СО РАН.

3. ГУП «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения» успешно завершены работы по вводу в эксплуатацию «Спектрального эллипсометрического комплекса «Эллипс-1891 САГ». Комплекс будет использоваться в качестве контрольно-измерительного средства в области разработки технологий создания перспективных электронных компонентов для космических систем различного функционального назначения.

А также эллипсометры ИФП СО РАН были закуплены и другими научно-производственными предприятиями:

· ФГУП НПО «Измерительная техника» (г.Королев)

· ФГУП НПП «Квант» (г.Москва)

· ОАО «Экситон» (г. Павловский Посад)

Выводы

Эллипсометрия относится к поляриметрическим методам исследования поверхности и предназначена для измерения параметров тонкопленочных структур и оптических констант поверхностей различных материалов (металлов, полупроводников, диэлектриков, в том числе жидких сред).

· Метод эллипсометрии основан на эффекте изменения формы поляризации света при отражении от поверхности.

· Оптические параметры материала можно определить, зная угол падения луча ц, а также эллипсометрические параметры г, ч.

· Эллипсометры являются дорогими устройствами. Их цена начинается от 600000 рублей.

· Простота и быстрота измерений. Возможность производить их в вакууме, при высоких температурах. При этом поверхности не загрязняются и не разрушаются.

Источники

1. М. М. Горшков «Эллипсометрия» 1974г.

2. http://www.femto.com.ua/articles/part_2/4737.html

3. http://metods-rgrtu.ru/index.php/metods0-999/365-22?start=3

4. http://www.chemport.ru/chemical_encyclopedia_article_4526.html

5. http://physics.nad.ru/Physics/Cyrillic/ell_txt.htm

6. http://www.thinlayers.ru/doc/2.pdf

7. http://www.sbras.nsc.ru/dvlp/rus/pdf/330.pdf

8. http://www.nano-obr.ru/file.php/1/metod_material/mgtu/mgtu.13-14.pdf

9. http://eavangard-semi.ru/se400adv

Размещено на Allbest.ru

...