基于GIXRR反射率曲线的二氧化硅纳米薄膜厚度计算

发布时间：2017-07-08 09:02

  本文关键词：基于GIXRR反射率曲线的二氧化硅纳米薄膜厚度计算

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【摘要】：为了快速、准确得到纳米薄膜厚度,采用Kiessig厚度干涉条纹计算薄膜厚度的线性拟合公式,计算了不同系列厚度(10~120nm)的二氧化硅薄膜。薄膜样品采用热原子层沉积法(T-ALD)制备,薄膜厚度使用掠入射X射线反射(GIXRR)技术表征,基于GIXRR得到的反射率曲线系统讨论了线性拟合公式计算薄膜厚度的步骤及影响因素,同时使用XRR专业处理软件GlobalFit2.0比较了两种方法得到的膜厚,最后提出一种计算薄膜厚度的新方法-经验曲线法。结果表明:峰位级数对线性拟合厚度产生主要影响,峰位级数增加,厚度增大;峰位对应反射角同样对线性拟合厚度有较大影响,表现为干涉条纹周期增大,厚度减小。但峰位级数及其对应反射角在拟合薄膜厚度过程中引入的误差可进一步通过试差法,临界角与干涉条纹周期的校准来减小。对任意厚度的同一样品,线性拟合和软件拟合两种方法得到的薄膜厚度具有一致性,厚度偏差均小于0.1nm,表明线性拟合方法的准确性。在厚度准确定值的基础上提出薄膜厚度与干涉条纹周期的经验关系曲线,通过该曲线,可直接使用干涉条纹周期计算薄膜厚度,此方法不仅省略了线性拟合过程中确定峰位级数及其对应反射角的繁琐步骤,而且避免了软件拟合过程中复杂模型的建立,对快速、准确获得薄膜厚度信息具有重要的意义。
【作者单位】： 中国石油大学(北京)化工学院;中国计量科学研究院;
【关键词】： 厚度测量 掠入射X射线反射 二氧化硅薄膜 经验关系
【基金】：国家科技支撑计划项目(2011BAK15B05)资助
【分类号】：O434.19;O484.5
【正文快照】： 引言在MOS/CMOS集成电路制造工艺中,二氧化硅纳米薄膜通常用作MOS晶体管的栅氧化层[1],随着器件特征尺寸的不断减小,栅氧化层变得越来越薄。栅氧化层的厚度是决定集成电路抗漏电击穿能力的重要参数之一[2],需要准确测量与控制。国际半导体技术路线图(ITRS)对栅氧化层厚度测量

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本文编号：533812