Fitování geometrických parametrů sinusoidálních difrakčních mřížek z elipsometrických měření

• Thesis title in Czech: Fitování geometrických parametrů sinusoidálních difrakčních mřížek z elipsometrických měření
• Thesis title in English: Fitting of geometric parameters of sinusoidal diffraction gratings from ellipsometric measurements
• Key words: spektroskopická elipsometrie, difrakční mřížka, sinusoidální reliéf, metoda nejmenších čtverců
• English key words: spectroscopic ellipsometry, diffraction grating, sinusoidal relief, least-square method
• Academic year of topic announcement: 2011/2012
• Thesis type: project
• Thesis language: čeština
• Department: Institute of Physics of Charles University (32-FUUK)
• Supervisor: RNDr. Roman Antoš, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 29.11.2011
• Date of assignment: 29.11.2011
• Confirmed by Study dept. on: 29.11.2011
• Advisors: RNDr. Martin Veis, Ph.D.

Guidelines

Spektroskopická elipsometrie je přesná technika často využívaná v optické metrologii periodicky texturovaných systémů, jako jsou difrakční mřížky vyrobené rozličnými litografickými metodami. Srovnáváním optických výpočtů (měnících vstupní geometrické parametry) s naměřenými daty spektroskopické elipsometrie na difrakčních mřížkách (typicky v rozsahu vlnových délek viditelného a blízkého infračerveného a ultrafialového světla) lze určit přesné rozměry mřížek (perioda, šířka a hloubka vrypů, případně konkrétní tvar reliéfu), a tak vyhodnotit kvalitu litografického procesu. Zatímco mnoho typů mřížkových profilů bylo s vysokou přesností elipsometricky určeno, podrobný spektrálně-elipsometrický výzkum sinusoidálních mřížek (vyrobených holografickou litografií a replikováním) v literatuře schází. Elipsometrie v dostatečném spektrálním rozsahu je přitom schopna určit nejen tvar a rozměry reliéfu, ale rovněž další detaily struktury, např. tloušťku povrchového oxidu (vytvořeného přirozenou oxidací povrchového materiálu, je-li takový materiál použit).
Náplní tohoto projektu je teoreticky se seznámit s metodami spektroskopické elipsometrie a polarizovaná reflektometrie tenkých filmů a difrakčních mřížek. Data určená ke konkrétní analýze budou získána na sinusoidálně modulovaných hliníkových mřížkách. Tato data budou použita k fitování, pomocí něhož budou určeny jednotlivé parametry vzorků (konkrétně hloubky a přesný tvar skoro-sinusoidálních vrypů, a rovněž tloušťka povrchové vrstvy Al2O3).

References

R. M. A. Azzam, N. M. Bashara, Ellipsometry and Polarized Light, North-Holland, Amsterdam / New York / Oxford 1977.
E. G. Loewen, E. Popov, Diffraction Gratings and Applications, CRC Taylor & Francis, New York 1997.
Vybraný soubor původních prací týkajících se tématu.

Preliminary scope of work

Srovnáváním optických výpočtů (měnících vstupní geometrické parametry) s naměřenými daty spektroskopické elipsometrie na difrakčních mřížkách (litograficky vyleptané čáry na tenkých filmech) lze určit přesné rozměry mřížek (perioda, šířka a hloubka čar). Cílem projektu bude hledat tyto parametry na vybraném vzorku mřížky. Řešitelovi projektu bude umožněno měření elipsometrie na příslušném vzorku (nebo obdrží naměřená data) a bude mu dán k užívání simulační program.

Preliminary scope of work in English

Comparing optical calculations (varying input geometric parameters) with data measured by spectroscopic ellipsometry on diffraction gratings (lithographically patterned lines on thin films) is suitable for determining precise grating dimensions (period, width, and depth of the lines). The aim of the project will by looking for these parameters on a chosen grating sample. The researcher will measure or acquire experimental data and optical simulation software.