その場計測用真空紫外エリプソメーターの開発

用于原位测量的真空紫外椭偏仪的研制

基本信息

批准号：
13750037
负责人：
江島丈雄
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

エリプソメトリーは、光を偏光素子を通して既知の完全偏光状態にした後に試料に入射し、反射や透過による偏光状態の変化を見る計測法である。特に雰囲気を選ばないことから、真空中での膜厚決定法のひとつとして用いられてきた。エリプソメトリーは従来可視域の波長で主に用いられてきたが、その波長を真空紫外域に拡張することで膜厚感度の改善が期待される。本研究では、実験室光源である放電管により発生するHe-I(58.4nm),He-II(30.4nm)共鳴線それぞれの波長を用いたエリプソメーターの開発を行った。偏光素子は、Mg/SiやMg/SiCなどの組み合わせを用いた反射多層膜を3回反射させて光軸が変化しないようにし、それぞれの波長と入射角毎に多層膜を作製した。He-I用多層膜として[Mg23.5nm/Si28.7nm]x15周期の多層膜を設計し、設計偏光能は0.96に対し実際に得られた偏光能は0.94であった。He-II用多層膜は、[Mg11.2nm/Si11.1nm]x15周期多層膜,[Mg29.9nm/SiC17.9nm]x6周期多層膜を用いた。この場合の設計偏光能が0.994であったのに対し、得られた偏光能は0.989であった。これらの反射多層膜を光軸が変化しないように反射するホルダーを作製し、ホルダー全体を真空中で回転させることで偏光素子とした。また光源として既存の放電管を改良し、He-IIの強度の強いホローカソードタイプのHe放電管を作製した。これらの装置はいずれも附設工場で作製した。作製した装置を既存のイオンビームスパッタ装置に組み込み、膜の成長にともなって偏光面が回転する様子を観察した。得られた結果については、現在解析中である。

椭圆法是一种测量方法，涉及通过偏振元件进入已知的完全极化状态，然后进入样品，并检查由于反射或传播而导致的极化状态变化。特别是，它已被用作确定真空中膜厚度的方法，因为它无关紧要。椭圆测量法主要用于可见波长，并通过将波长扩展到真空紫外线范围，预计将提高膜厚度灵敏度。在这项研究中，我们使用HE-I（58.4nm）和He-II（30.4nm）共振线的波长开发了椭圆机，这是一个实验室光源。作为偏振元件，对使用Mg/Si，Mg/SIC等组合的反射性多层膜进行了三次反射，以防止光轴变化，并为每个波长和入射角制备了多层膜。具有[mg23.5nm/si28.7nm] X 15时期的多层膜被设计为HE-I的多层膜，实际上获得的偏振能力为0.94，而设计极化功率为0.96。 HE-II多层胶片是[MG11.2NM/SI11.1NM] X 15时期多层胶片和[MG29.9NM/SIC17.9NM] X 6时期多层膜。在这种情况下获得的极化功率为0.994，而获得的极化功率为0.989。反映这些反射性多层膜的支架是制造的，以使光轴不会改变，并且整个持有人在真空中旋转以形成偏振元件。此外，改善现有的排放管作为光源，以产生具有强大HE-II强度排放管的空心阴极。所有这些设备都是在附件工厂生产的。将制造的装置掺入现有的离子束溅射器件中，随着膜的增长，观察到极化平面的旋转。获得的结果目前正在分析中。