Анализ разрушающих методов измерения и контроля толщины тонких пленок

Технологии получения тонких пленок, нашедшие широкое применение в науке и технике, являются критически важными в оптической и электронной отраслях промышленности. Особые свойства тонких пленок в первую очередь обусловлены их толщиной, находящейся в диапазоне 1 нм…1 мкм. Измерение такой толщины — ответственная задача, всегда сопутствующая этапу отработки тонкопленочной технологии. При использовании образцов-свидетелей или дополнительных контрольных групп образцов применимы разрушающие методы измерения толщины осажденных слоев. Проведен анализ самых распространенных методов разрушающего контроля и измерения толщины тонких пленок, результаты которого могут послужить основой для выбора наиболее подходящего метода при планировании соответствующих исследований. Рассмотрены отличительные особенности методов косого и сферического шлифов, стилусной профилометрии и атомно-силовой микроскопии для измерения толщины тонких пленок.

Литература

[1] Майссел Л., Глэнг Р. Технология тонких пленок (справочник). Т. 2. Москва, Советское радио, 1977. 768 с.

[2] Шерченков А.А., Штерн Ю.И. Материалы электронной техники: Лабораторный практикум. Ч. 3. Москва, МИЭТ, 2004. 86 с.

[3] Антоненко С.В. Технология тонких пленок. Москва, МИФИ, 2008. 104 с.

[4] Handbook of thin film deposition. Ed. Seshan K., Schepis D. William Andrew, 2018. 470 p.

[5] Venables J.A., Spiller G.D.T., Hanbucken M. Nucleation and growth of thin films. Reports on progress in physics, 1984, vol. 47, no. 4, pp. 399–459, doi: 10.1088/0034-4885/47/4/002

[6] Орешкин О.М. Разработка системы непрерывного контроля шероховатости поверхности для повышения эффективности технологии лазерного полирования авиационных деталей. Дис. … канд. техн. наук. Москва, 2017. 134 с.

[7] Lee B.S., Strand T.C. Profilometry with a coherence scanning microscope. Applied optics, 1990, vol. 29, no. 26, pp. 3784–3788, doi: 10.1364/AO.29.003784

[8] Su X., Chen W. Fourier transform profilometry: a review. Optics and lasers in Engineering, 2001, vol. 35, no. 5, pp. 263–284, doi: 10.1016/S0143-8166(01)00023-9

[9] Wang Z., Nguyen D.A., Barnes J.C. Some practical considerations in fringe projection profilometry. Optics and Lasers in Engineering, 2010, vol. 48, no. 2, pp. 218–225, doi: 10.1016/j.optlaseng.2009.06.005

[10] Хасс Г., Тун Р.Э., ред. Физика тонких пленок. Т. 3. Современное состояние исследований и технические применения. Москва, Мир, 1968. 331 с.

[11] Новодворский О.А., Храмова О.Д., Венцель К., Барта Й.В. Размерные эффекты статической проводимости в тонких пленках тантала. Журнал технической физики, 2005, т. 75, № 6, с. 42–45.

[12] Метфессель С. Тонкие пленки, их изготовление и измерение. Москва, Ленинград, Госэнергоиздат, 1963. 272 с.

[13] Сергеев А.Г. Введение в нанометрологию. Владимир, Изд-во Владим. гос. ун-та, 2010. 296 с.

[14] Галлямов М.О. Сканирующая зондовая микроскопия нуклеиновых кислот и тонких органических пленок. Дис. … канд. физ.-мат. наук. Москва, 1999. 227 с.

[15] Ищенко А.А., Фетисов Г.В., Асланов Л.А. Нанокремний: свойства, получение, применение, методы исследования и контроля. Москва, Физматлит, 2012. 648 с.

[16] Smith D.L. Thin-Film Deposition: Principles and Practice. McGraw-Hill Education, 1995. 616 p.

[17] Eaton P., West P. Atomic force microscopy. Oxford, Oxford University Press, 2010. 248 p.

[18] Kats M.A., Blanchard R., Genevet P., Capasso F. Nanometre optical coatings based on strong interference effects in highly absorbing media. Nature materials, 2013, vol. 12, no. 1, pp. 20–24, doi: 10.1038/nmat3443

[19] Rugar D. Atomic force microscopy. Physics today, 1990, vol. 43, no. 10, pp. 23–30, doi: 10.1063/1.881238

[20] Асеев А.Л., ред. Нанотехнологии в полупроводниковой электронике. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2004. 368 с.

[21] Morita S. Giessibl F.J., Meyer E., Wiesendanger R. Noncontact atomic force microscopy. Vol. 3. Springer, 2015. 539 p.

[22] Вишняков Н.В., Мишустин В.Г., Авачев А.П., Шилин А.В. Диагностика тонкопленочных микро- и наноструктур на основе неупорядоченных полупроводников. Диагностика наноматериалов и наноструктур. Тр. V Всерос. школы-семинара студентов, аспирантов и молодых ученых, т. II, Рязань, 2012, с. 114.

[23] Толстихина А.Л. Атомно-силовая микроскопия кристаллов и пленок со сложной морфологией поверхности. Дис. … д-ра физ.-мат. наук. Москва, 2013. 333 с.

[24] Тодуа П.А. Метрология в нанотехнологии. Российские нанотехнологии, 2007, т. 2, № 1–2, с. 61–69.