Реферат: Микроинтерферометрия для контроля и оценки трехмерных дефектов - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Микроинтерферометрия для контроля и оценки трехмерных дефектов

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 877 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра ЭТТ РЕФЕРАТ На тему: «Микроинтерферометрия для контроля и оценки трехмерных дефектов» МИНСК, 2008 Для контроля рельефа поверхности и оценки размера трёхмерных дефектов на повер х ности наиболее пригодны методы интерферометрии. Основным прибором, использующим интерферометрический принцип при измерениях высоты, глубины, профиля элементов ми к роструктур и толщины плёнок, является широко известный микроинтерферометр Линника МИИ-4 (рис.1), принцип действия которого основан на сравнении световых волн, пол у чаемых при отражении когерентных пучков света от контролируемой и эталонной поверхн о стей. Свет от источника 1 проходит через конденсор 2 и диафрагму 3. Зеркало 4 делит его на два когерентных пучка, один из которых фокусируется объективом 5 на эталонное зеркало 6, а другой объективом 5' на контролируемую поверхность 7. После отражения от эталона и и з делия пучки проходят через те же элементы схемы и фокусируются линзой 8 в плоскости диафрагмы 9, в которой с помощью окуляра 10 наблюдают интерференционную картину 11 взаимодействия эталонного и рабочего пучков света. При этом наблюдают чередующиеся светлые и тёмные полосы интерференции, искривлённые в соответствии с профилем иссл е дуемой поверхности. Кривизну полос измеряют, например, с помощью окуляр-микрометра. Она является количественной характеристикой микронеоднородностей поверхности изделия: искривление на одно расстояние между одноцветными полосками соответствует глубине или высоте дефекта, равной одному периоду световых колебаний или в линейном размере я - длине волны используемого св е та. Рис. 1. Оптическая схема микроинтерферометра Линника: 1 - осветитель; 2 - конденсор; 3,9 - диафрагмы; 4 – светоделительное пол у прозрачное зеркало; 5,5' - микрообъективы; 6 - эталонное зеркало; 7 - исследуемая поверхность; 8-10 - окуляр; 11 - наблюда е мая интерферограмма Интерференционным способом производится измерение неплоскостности стеклянных пластин фотошаблонов. Этому способствует высокая чистота поверхности стекол, позв о ляющая получить чёткую интерференционную картину. Этим способом исследуется повер х ность полированных полупроводниковых пластин. Для этого используют призменный и н терферометр, изображённый на рис.2. С его помощью может быть измерена неплоскос т ность (прогиб) пластин и некоторые поверхностные дефекты. Рис. 2. Схема призменного и н терферометра: 1 - полупроводниковая пластина; 2 - стеклянная призма; 3 - экран (матовое стекло); 4 - лазер; 5,6 - коллиматор; 7 - регулировочный винт; 8 - вакуумный прижимной ст о лик Интерференционная картина выводится на телевизионный экран (рис. 3). Отклон е ние определяется по числу интерференционных полос (колец) на экране телевизионного инте р ферометра (рис. 4). Рис. 3. Интерферограммы на экране телевизио н ного интерферометра Рис. 4. Внешний вид цифрового телевизионного интерферометра Zygo Mark II Контроль толщины диэлектрических плёнок интерференционными методами. В технологии производства ИС для ЭА и СМЭ на основе кремния операция термического окисления стоит на первом месте в цепи технологических операций по созданию тополог и ческого рисунка. Далее в ходе изготовления ИС эта операция повторяется несколько раз. Толщина слоя диэлектрика редко превышает 1 мкм и обычно находится в пределах 0,1-0,6 мкм. Учитывая задачу контроля толщины, следует отметить, что стабилизация скорости те р мических процессов осаждения плёнок технически сложна, и если возможна, то при наличии сигнала обратной связи, информирующего о наращиваемой толщине. С учётом высоких те м ператур и кислородной среды наиболее перспективными для указанных процессов являются неконтактные оптические способы измерений, использующие явление интерференции в плёнке: метод отражательной интерференции с автоматическим отсчётом толщины плёнки и с виз у альным цветовым контролем. Метод отражательной интерференции основан на регистрации интерференции отр а женных от подложки с пленкой когерентных лучей света с известной длиной волны и опр е делении толщины наносимой пленки по интенсивности суммарного светового потока. Он заключается в следующем. На поверхность подложки с плёнкой направляется луч света от монохроматического источника (обычно лазера). На поверхности раздела «окружающая ср е да - плёнка - подложка» луч претерпевает отражение и преломл е ние (рис. 5). Отражённый от поверхности плёнки луч I 1 и вышедший из неё луч I 2 имеют оптич е скую разность хода, пропорциональную удвоенной толщине контролируемой плёнки я S = n 2 (AD+DC) - n 1 BC ~ 2 h . При нормальном падении луча I 0 я S = 2 hn 2 . Для первого гашения выходного пучка света в результате интерференции лучей I 1 и I 2 необходимо условие я S = я /2 , откуда можно определить толщину плёнки: h = я /4n 2 . Рис. 5. Ход лучей в системе «плёнка-подложка» при измерении толщины плёнки Это лежит в основе принципа действия лазерного интерференционного прибора для контроля толщины диэлектрических плёнок в процессе их нанесения (рис. 6). Суммарный оптический сигнал после интерференции этих лучей в процессе роста плёнки будет иметь осциллирующую форму (рис.7). Этот сигнал регистрируется и преобразуется в электрич е ский с помощью фотоприёмника. Процесс наращивания диэлектрического слоя контролир у ют по зависимости I=f(t) , которая регистрируется либо самописцем, либо графическим ди с плеем с памятью. Толщине наносимой плёнки, соответствующей расстоянию между двумя экстремальными точками экспериментальной зависимости I=f(t), будет соответствовать ра з ность хода лучей I 1 и I 2 , на которой укладывается половина длины волны используемого м о нохроматического излучения. Отсчитывая временной интервал от начала процесса и зная длину волны источника излучения и показатель преломления n 2 , по кривой I=f(t) можно р е гистрировать текущее значение толщины наносимой на подложку плёнки. Рис. 6. Оптическая схема лазерного интерференционного прибора для контроля то л щины диэлектрических плёнок: 1 - лазер; 2 - оптическое окно; 3 - трубчатый реактор; 4 - зеркало; 5 - пластина; 6 - ВЧ-индуктор; 7 - графитовый нагреватель; 8 – фотоприё м ник Рис. 7. Интенсивность излучения, отражённого от кремниевой пластины в ходе наращив а ния плёнки S i 3 N 4 t 1 - начало наращивания; t 2 - окончание наращивания; я t - временной интервал, соответству ю щий шагу я /4 n 2 Визуальный цветовой метод контроля. Цветовой метод контроля основан на свойстве тонких прозрачных плёнок, нанесённых на отражающую подложку, изменять свой цвет в з а висимости от толщины. В основе этого свойства лежит интерференция световых лучей, о т ражённых от границы раздела «окружающая среда-плёнка» и «плёнка-подложка», усил и вающая световые лучи определенного цвета и гасящая лучи света другого цвета. Данный метод нашёл широкое применение в микроэлектронном производстве благод а ря простоте и оперативности контроля. Особенно эффективным цветовой метод является в условиях массового производства при известном технологическом режиме наращивания плёнки. Контроль производится на воздухе после изъятия полупроводниковых пластин из технологической камеры при воспроизводимых условиях освещения и наблюдения. Условие существования интерференционных максимумов в отражённом свете, опред е ляющих цвет пластин с плёнкой, будет следующим: 2 hn 2 = p я , где p = 1,2,3 и т.д. - порядок интерференции . Если в пределах одного и того же порядка интерференции плёнка изменяет свою то л щину на я h , то длина волны л, соответствующая максимуму отражения, сместится на яя , т.е. 2 n 2 ( h + я h ) = p ( я + яя ) . Из этих выражений следует, что яя / я = я h / h . Ощущаемый глазом цветовой интервал соответствует в среднем 30 нм. Тогда для зел ё ного цвета ( я =550 нм) получим я h / h =30/550=0.054 , т.е. визуальный цветовой метод контроля толщины может иметь относительное разрешение по толщине порядка 5 %. В таблице 1 приводится зависимость цвета термически выращенной плёнки SiO 2 от её толщины. При изменении технологии наращивания плёнки цветовая толщина должна быть эксп е риментально перепроверена и при необходимости откорректирована. Этот же метод прим е няется и для контроля плёнок фоторезиста. Табл. 1 Голографическая интерферометрия. Современная технология МЭ требует тщател ь ного контроля геометрических параметров изделий как непосредственно в процессе их изг о товления, так и после (на стадии выходного контроля). Размерному контролю подвергаются и заготовки будущих изделий. При этом необходимо контролировать размеры и форму изд е лий, выявлять наиболее нагруженные участки на изделии во время их обработки или эк с плуатации, приводящие к механическим деформациям, определять возникающие в них внутренние дефекты. При решении п о добных задач нежелательно (или невозможно) расчленять изделие или даже касаться его какими-либо щупами или шаблонами. Эта задача должна р е шаться с использованием методов бесконтактного (неразрушающего) контроля изделий. Одними из таких методов является г о лография и голографическая интерферометрия. Голографические измерения по принципу действия являются многоступенчатым пр о цессом: вначале регистрируется голограмма объекта, затем восстанавливается его изображ е ние, а количественная информация получается в результате обработки полученного изобр а жения. Способ регистрации и последующего восстановления изображения объекта основан на интерференции двух волн: волны отражённой или прошедшей через изделие (предметной волны E n ) и когерентной с ней опорной волны E O с известным распределением фаз E 2 я = E 2 n + E 2 O + 2 E n E Ocos( я n- я O). Образовавшаяся интерференционная картина регистрируется на фотопластинке (или другой регистрирующей среде). Проявленная фотопластинка с зарегистрированной интерф е ренционной картиной называется голограммой. Для восстановления исследуемого объёмн о го изображения на голограмму необходимо направить волну, совпадающую с опорной во л ной при записи. Восстановленное изображение, являющееся точной копией исследуемого изд е лия, обладает всеми свойствами изображения, которые присущи оригиналу. При встрече опорной и предметной волн в пространстве образуется система стоячих волн, максимумы которых соответствуют зонам, где интерферирующие волны находятся в одной фазе, а минимумы - в противофазе. Для точечного опорного источника O2 и точечного предмета O1 поверхности максимумов и минимумов амплитуд световых колебаний пре д ставляют собой систему гиперболоидов вращения (рис. 2). В схеме получения голограмм, предложенной Габором (на рис. 8, поз.1), опорный источник и предмет находятся на одной оси перед фотопластинкой. Такая голограмма наз ы вается однолучевой, т.к. используется один пучок света, часть которого рассеивается предм е том и образует предметную волну, а другая часть, прошедшая через объект без искажений - опорную волну. В двулучевой схеме Лэйта и Упатниекса (на рис. 8, поз.2) наклонный опорный п у чок формируется отдельно. Схему, в которой опорный и предметный пучки падают на фотопл а стинку с разных сторон, впервые предложил Ю.Н.Денесюк (на рис. 8, поз.3). Такие гол о граммы называют также отражательными, а схему Денесюка - схемой со встречными во л нами. Рис. 8. Схемы расположения фотопластинки при получении голограмм различными спос о бами: 1 - расположение фотопластинки в схеме Габора, 2 - в схеме Лэйта и Упатниекса, 3 - в схеме Ден е сюка; O1 - точечный объект, O2 – точечный источник света На рис. 9 изображены основные оптические схемы записи и восстановления гол о грамм. В однолучевой схеме опорная волна формируется из волны, не претерпевшей рассе я ния при прохождении через объект. В двулучевой схеме и в схеме со встречными волнами предметные и опорные волны разделены в пространстве и падают на регистратор под ра з ными углами. В голографических измерениях нашёл широкое применение метод голографической интерферометрии, который позволяет регистрировать и осуществлять прямые измерения геометрических изменений на объекте (деформаций в результате каких-либо внешних во з действий) с точностью до я /10, где я - длина волны света. В основе регистрации таких малых деформаций лежит метод двойной экспозиции, когда на голограмме в различные моменты времени регистрируются два состояния изделия I 1 = E 2 n + E 2 O +2 E n E Ocos яя 1 I 2 = E 2 n + E 2 O +2 E n E Ocos яя 2 . При одинаковом времени экспозиции прозрачность полученного негатива по амплит у де определяется как I = I 1 + I 2 = 2( E 2 n + E 2 O) + 2 E n E O(cos яя 1 +cos яя 2 ) . Малейшее изменение формы объекта из-за деформации в промежутке между двумя экспозициями изменяют фазу предметной волны. При восстановлении результирующей г о лограммы два восстановленных изображения интерферируют, образую голографическую интерферограмму. На результирующем восстановленном изображении изделия появляются и н терференционные полосы, характеризующие изменение объекта между экспозициями. Недостатком такого метода является то, что контроль осуществляется не в реальном масштабе времени. Свободным от этого недостатка является метод получения интерферограмм, когда предметная волна от реального объекта интерферирует с волной, восстановленной с гол о граммы объекта в начальном состоянии (эталонной голограммы). Изменяющиеся во времени интерференционные картины, наблюдаемые непосредственно на самом объекте, регистр и руются в этом случае с помощью фото- или теле-аппаратуры, что позволяет изучать нест а ционарные процессы в объекте, которые могут являться следствием возникающих деформ а ций в объекте (механические усилия, изменение температуры на объекте, давления в окр у жающей среде и т.д.). Рис. 9. Двулучевая (а), однолучевая (б) схемы голографирования и схема со встре ч ными волнами (в); г - схема восстановления изображений; 1 - источник излучения; 2 - светоделитель; 3 - объектив; 4 - отражатели; 5 - исследуемое изделие; 6 - фотопластинка; 7 - голограмма; 8 – мнимое изображение; 9 - действительное изображение; 10 - плоскость приёма из о бражения ЛИТЕРАТУРА 1. Давыдов П. С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. - М.:Радио и связь, 2000. - 256 с. 2. Ермолов И.Н., Останин Ю.Я. Методы и средства неразрушающего контроля качества: Учеб. пособие для инженерно-техн. спец. вузов.-М.: Высшая шк о ла, 2002. - 368 с. 3. Технические средства диагностирования: Справочник / Под общ. ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 2005. - 672 с. 4. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. - Справоч ник. В 2-х кн./ Под ред. В.В.Клюева - М.: Машиностроение, 2006. 5. Ж.Госсорг. Инфракрасная термография. Основы, техника, применение: Пер. с франц. – М. Мир, 2005. – 416 с.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Стоит на остановке девушка с длинной тонкой белой сигаретой во рту и по карманам шарит. Я как истинный джентльмен поднёс ей зажигалку. Девушка с круглыми глазами секунды три смотрела на идиота, который пытался поджечь ей палочку от чупа-чупса.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Микроинтерферометрия для контроля и оценки трехмерных дефектов", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru