Стр. 2 - В.А. Городничев, М.Л. Белов, А.М. Белов, Ю.В. Федотов - Лазерный рефлектометрический метод измерения толщины и характеристик роста нанопленок золота на кварцевой подложке в процессе их напыления
Упрощенная HTML-версия
100
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012
Однако метод, приведенный в работе [7], позволяет определять
только толщину пленки в момент измерения. Этого вполне достаточно
для контроля толщины пленок при равномерной и не очень высокой
скорости роста пленки, когда по ряду данных измерений толщины
пленки можно спрогнозировать момент остановки процесса напыле-
ния (для получения определенной толщины пленки). При неравномер-
ной и высокой скорости нарастания пленки для контроля толщины
тонких пленок непосредственно в процессе их получения необходимо
наряду с измерением толщины пленки определять и характеристики ее
роста.
В данной работе исследуются возможности лазерного рефлекто-
метрического метода измерения толщины и характеристик роста тон-
ких металлических нанопленок на примере нанопленок золота на
кварцевой подложке. Лазерный рефлектометрический метод исполь-
зует только информацию о коэффициенте отражения трехслойной
системы воздух (вакуум) — пленка — подложка в разные моменты
времени. Перпендикулярное падение лазерного луча на подложку с
пленкой в большинстве случаев упрощает использование рефлекто-
метрического метода во встраиваемой в технологическое оборудова-
ние аналитической аппаратуре. Для измерений используется только
одна длина волны зондирования
λ
.
Считаем, что пленка металлическая, с большим показателем по-
глощения, излучение падает из воздуха (вакуума) вертикально вниз
на систему пленка — подложка с
плоскопараллельными
границами
(рис. 1). Подложка большой толщи-
ны и отражением от ее нижней по-
верхности можно пренебречь. Пока-
затели преломления и поглощения
пленки золота и кварцевой подложки
на длине волны
λ
считаются извест-
ными. Примем показатель преломле-
ния вакуума (воздуха)
0
1
n
=
, а пока-
затель поглощения
0
0
k
=
.
При вертикальном падении излучения коэффициент отражения
системы воздух (вакуум) — пленка — подложка определяется сле-
дующим выражением [8]:
( ) (
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
2
2
2
1 2 1 0
1 2 1 0
2
2
1 2 1 0
1 2 1 0
,
,
i
i
i
i
Z Z Z Z e
Z Z Z Z e
R d
Z Z Z Z e
Z Z Z Z e
α
α
α
α
λ
−
−
+
−
+ −
+
=
+
+
+ −
−
(1)
Рис. 1. Схема измерения
