Sección transversal del perfil de espesor instantáneo para un sustrato deformado con una película ultrafina de...

Área de la Ciencia:

• Metrología óptica de la metrología óptica.
• Análisis de película delgada.
• Perfilometría de las superficies.

Sus antecedentes:

• La medición precisa del grosor de la película ultrafina y la topografía de la superficie es crucial para la fabricación de dispositivos microelectrónicos y ópticos.
• Los métodos existentes a menudo carecen de la capacidad de evaluar simultáneamente tanto la uniformidad de la película como la deformación del sustrato de manera no destructiva.
• Las películas no uniformes y las deformaciones del sustrato pueden afectar significativamente el rendimiento del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Introducir y validar un nuevo sistema dinámico de interferometría espectral-elíptica dinámica (DSEI).
• Demostrar la capacidad del DSEI para la medición no destructiva y simultánea del grosor de la película ultrafina y el perfil de la superficie.
• Para lograr imágenes transversales de alta resolución de películas delgadas no uniformes en sustratos potencialmente deformados.

Principales métodos:

• Desarrollo de un sistema DSEI de esquema instantáneo que integre la interferometría espectral (SI) y ellipsometría de imágenes espectroscópicas dinámicas (DSIE).
• Utilizando un módulo interferométrico polarizador espectral monolítico para mejorar las capacidades de medición.
• Implementación de un método de compensación de fase para determinar con precisión el perfil de espesor de la sección transversal de películas ultrafinas.

Principales resultados:

• El sistema DSEI proporcionó con éxito un perfil de línea de espesor de sección transversal de una película delgada no uniforme de menos de 100 nm.
• Se logró una medición precisa del grosor de la película y la deformación del sustrato con una resolución vertical a nivel nanométrico.
• Se demostró un gran campo de visión (10 mm), lo que permitió un análisis exhaustivo de la muestra.

Conclusiones:

• El sistema DSEI propuesto ofrece un método único y no destructivo para caracterizar películas y sustratos ultrafinos.
• La técnica de compensación de fase desarrollada mejora la precisión de las mediciones del perfil de espesor.
• DSEI es una herramienta prometedora para el control de calidad y el monitoreo de procesos en la fabricación de materiales avanzados.