3.4. Указание мер безопасности
При производстве работ на микроскопах руководствоваться требованиями «Правил техники безопасности и производственной санитарии в электронной промышленности» раздел «К».
Напряжение, имеющее место в микроскопе, опасно для жизни. Обслуживающий персонал, прежде чем приступить к работе, должен изучить техническое описание и инструкцию по эксплуатации микроскопа, а также техническое описание и инструкцию по эксплуатации оптического квантового генератора. К работе на микроскопе допускаются лица, проверенные на знание техники безопасности при работе на установках с напряжением свыше 1000 В.
При работе запрещается:
включать микроскоп при отсутствии заземления или с поврежденными соединительными кабелями;
применять какие-либо другие типы предохранителей, кроме указанных в ЗИПе;
снимать кожух блока электродвигателей, ОКГ, ФЭУ устройства видеоконтрольного питания при включенной аппаратуре;
визуально наблюдать исследуемый образец без светофильтра, установленного на тубусе анализатора;
производить какие-либо манипуляции с разъемами кабелей при включенном питании.
4. Проведение измерений
4.1. Порядок работы
Включите блок питания тумблером «Сеть».
Включите блок питания лазера тумблером «Вкл.».
После двухминутного прогрева включите лазер кнопкой «Поджиг», нажав и отпустив её. Ручкой выставьте по прибору ток нагрузки лазера 1–12 мА. Включите тумблер питания ФЭУ.
Установите ток с ФЭУ по шкале индикатора минимума в диапазоне 60–80 мкА.
Допускается дрейф стрелки микроамперметра, связанный с нестабильностью лазерного излучения и не влияющий на точность работы. При работе с сигналом большой интенсивности заслонку 12 (рис. 4.4) введите, при работе в районе минимума сигнала заслонку 12 выведите.
4.2. Методика измерения параметров
1. Процесс измерения с помощью отъюстированного микроскопа состоит из следующих операций:
а) совместным вращением анализатора и поляризатора добейтесь погасания отраженного от исследуемой пластины луча;
б) отсчитывайте углы поворота лимбов анализатора «А» и поляризатора «Р» относительно плоскости падения луча, причем положительные значения углов отсчитываются против часовой стрелки, если смотреть навстречу лучу;
в) из измеренных углов «А» и «Р» по точным или приближенным формулам эллипсометрии рассчитайте параметры и а затем по графикам, приведенным в приложениях, определите толщину или показатель преломления поверхности пленки.
2. Визуальная регистрация погасания осуществляется с помощью фотоаппарата (вместо фотоумножителя 13 установите отражатель) следующим образом:
а) установите угол падения луча
или
б) поместите исследуемый образец на столик;
в) получите на выходе микроскопа отраженный луч, поставив на пути луча заслонку 12.
г) отрегулируйте наклон столика так,
чтобы угол
был равен
или
(отраженный луч должен находиться в
центре кадра фотоаппарата);
д) вращая анализатор и поляризатор с помощью электродвигателей, включая их тумблерами 30 и 2 или вручную, барабанами 21 и 10, убедитесь в погашении отраженного луча на выходе микроскопа при нахождении отчетов лимбов в зоне I (описания зон отчетов даны ниже) отчитайте значения А1 и Р1;
е) аналогично добейтесь погасания луча
в зоне II, повернув анализатор
и поляризатор на угол приблизительно
относительно А1 и Р1 и отсчитайте
значения
и
3. Фотоэлектрическая регистрация погасания осуществляется с помощью микроамперметра следующим образом:
а) установите угол падения луча или
б) поместите исследуемый образец на столик;
в) выведите заслонку 12 до упора, что дает возможность отраженному лучу попадать на ФЭУ;
г) вращая анализатор и поляризатор,
получите приблизительный минимум
сигнала на приборе для зоны I
и отсчитывайте значения А1 и Р1.
Точное определение минимума сигнала
производится следующим образом: обе
стороны приблизительного
минимума (возьмите два отсчета) по
анализатору
и
соответствующих одинаковым показаниям
индикатора минимума,
на 10–20 делений шкалы микроамперметра
меньше минимального значения.
Положение точного минимума определите по формуле
Установите анализатор на значение А1;
д) при установленном значении А1 определите точное значение положения поляризатора Р1 аналогично пункту «г»;
е) аналогично пунктам «г» и «д» определите
точное значение положения
минимума сигнала в зоне II
и отсчитайте
и
ж) определите значения параметров
и
затем — толщину и показатель преломления
пленки. Определение положения точного
минимума сигнала вышеуказанным методом
равных интенсивностей
приблизительно на порядок точнее прямого
отсчета. Измерения можно проводить
как без объективов, так и с ввернутыми
объективами. В первом случае значения
измеренной толщины пленки будет являться
усредненной величиной по площади,
охватываемой световым пятном (
мм).
Во втором случае размеры светового
пятна ограничены областью
кмк,
что позволяет измерять рельеф пленки
методом сканирования. Однако при
измерениях на относительно толстых
пленках значения их толщины будут
несколько завышены из-за некоторого
изменения угла падения луча за счет
объектива и при исследовании рельефа
рекомендуется предварительно измерить
толщину пленки без объективов.
Юстировка объективов производится гайками 4, 5.
4. Телевизионная регистрация погасания осуществляется с помощью ПТУ следующим образом:
а) снимите отражатель;
б) на место отражателя поставьте приемник;
в) установите угол падения луча или
г) установите исследуемый образец на приборный столик;
д) получите на выходе микроскопа отраженный луч, направив его на приемник.
5. Контроль качества и рельефа диэлектрических покрытий по площади и в окнах. При измерениях в окнах с минимальными размерами рекомендуется расположить образец длинной стороной окна параллельно плоскости падения луча.
Контроль толщины диэлектрических покрытий по площади пластины в пределах светового пятна осуществляется посредством анализа эллипсометрической картины на выходе микроскопа.
Изображение формируется посредством объектива 3 при отсутствии объектива 27. Поверхность в этом случае освещается параллельным пучком лазера. Настройка на резкость осуществляется гайкой 5. При настройке микроскопа на погашение для определенной толщины пленки элементы поверхности этой толщины выглядят на экране темными, а элементы с иной толщиной — светлыми. Настраиваясь на погашение луча, отраженного от исследуемых элементов структуры посредством анализатора и поляризатора в зонах I и II, можно определить толщину этих элементов. Так, например, можно контролировать наличие или отсутствие окисла в окнах, вытравленных в диэлектрическом покрытии на полупроводниковой пластине, предварительно настроившись на погашение луча от чистой поверхности.
Более светлое изображение окна свидетельствует о том, что окисел удален не полностью. «Погасив» изображение «окна», можно рассчитать толщину этого окисла вышеуказанным методом.
Примечание. Так
как плоскость изображения при отражении
претерпевает поворот на угол, равный
углу падения луча, изображение искажено
по форме. Наилучшее по качеству изображение
получается при угле падения луча
причем разрешающая способность при
измерении толщины пленки достаточна
для всех практически важных случаев.
6. Порядок проведения операций при определении толщины прозрачных диэлектрических покрытий в планарных структурах:
а) установите угол падения луча
б) на входе тубуса анализатора установите объектив;
в) исследуемую структуру поместите на столик;
г) подбирая высоту приборного столика, настройтесь на максимум резкости;
д) вращая анализатор и поляризатор, добейтесь, чтобы исследуемая область структуры была максимально темной. По соответствующим лимбам отсчитывайте Р1 и А1;
е) произведите измерение во второй зоне и отсчитайте и
ж) рассчитайте толщину окисла по методике раздела 2.