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doc-中国有色金属标准质量信息网
本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会(SAC/TC203/SC2) 归口。
本标准由中国科学院半导体研究所负责起草。
半导体抛光晶片亚表面损害的反射差分谱测试方法
1范射差分谱技术则能够将材料在亚微米深度的损害所导致的柔弱光学各向异性信号检测出来。
7?[1 + 2Re( Ar/ r)J2(^)cos(2&>?) + 2Im( Ar/ (1)
其中，R是材料的反射率，刃是PEM的调制频率，Re ()和Im ()分不代表括号里宗量的实 部和虚部，4表示n阶的贝塞尔函数。由(1)式可见，探测器中信号包含了三部分信号：直流 部分反映的是样品的反射率；一倍频(⑶信号正比于虚部；二倍频(2 3)信号正比于八广/尸 虚部。采纳锁相放大技术，专门容易将一倍频和二倍频信号从直流信号中提取出来，再对前边的 贝塞尔函数系数进行修正，就能够通过一次实验同时测量测出Ar/r的实部和虚部。
利用光弹性调制器(PEM)结合检偏器对透射光的偏振状态进行检测，能够在不旋转测试样 品和任何光学元件的条件下，测量出被测试晶片表面上相互垂直的两个各向异性光学主轴方向的 反射系数的相对差异(Ar/r),再结合弹光原理，就能够求得抛光晶片亚表面损害谱线图。由于 采纳了偏振调制技术，无需利用其它偏振元件进行两次测量来获得反射系数的相对差异，也无需 进行旋转测试样品等其它改变测试条件的操作，因此能够幸免测量操作误差；从而真实地反映抛 光晶片的亚表面损害。
图1 RDS实验原理图
5 —样要求
1测试系统构成及系统设备要求
半导体抛光晶片亚表面损害的偏振反射差分谱测试系统的差不多组成如图2所示。
测试系统由光源、起偏器和检偏器、光弹性调制器（PEM）及其操纵器、斩波器、样品架、单 色仪、探测器、锁相放大器以及数据采集处理系统等组成。
光源部分采纳250W钙灯（要紧用在可见光到近红外波段）。起偏器和检偏器采纳的是方解石 格兰型偏光棱镜。PEM （参考仪器：Hinds公司PEM-90TM）工作频率为50 KHz。样品反射光通 过偏振片（检偏器）后，通过一个焦距为10cm的凸透镜收集到一根光纤，然后进入单色仪（参 考仪器：卓立汉光BP300型）分光，最后进到探测器中（按照测量的波长范畴，探测器宜采纳光 电倍增管或硅二极管）。探测器探测到的光强信号包含三个重量：直流重量，一倍频和二倍频，如 （1）式所示。直流部分能够用斩波器和锁相放大器提取出来，斩波的频率应远小于PEM的工作频 率（50 KHz）。直流信号通常比较强，也可不用锁相放大器。另外两台锁相放大器用来提取一倍 频和二倍频信号。数据采集处理系统由微机和专用数据处理程序软件组成。三个信号重量送入微 机处理后，由打印机输出测试结果谱图。
斩波器PEM检偏器光源
2a)
图2测试系统构成图
2环境要求
5. 2. 1测量的标准大气条件
环境温度：23© ±5°C
相对温度：W70%
大气压：86KPa~106KPa
5. 2. 2测量环境条件
实验室应为千级超净室，无振动、电磁干扰和腐蚀性气体。
5. 3试样要求
测试样片应为抛光晶片，晶片表面洁净。
6测试程序
1测试系统预备
正式测试前，检查确定测试系统各仪器处于良好