Квазиоптическое масштабное моделирование влияния локализованных дефектов поверхности металлов на данные оптической эллипсометрии

Abstract

Ранее было выдвинуто предположение, что локализованные дефекты при определенных условиях могут не влиять на эллипсометрические данные. Целью работы является проверка этой гипотезы путем проведения систематических исследований влияния дефектов в форме параллелепипедов различных размеров на эллипсометрические данные. C помощью созданного терагерцевого эллипсометра, работающего на длине волны λ = 2,2 мм (0,14 ТГц), проведено масштабное моделирование влияния дефектов, характерных для поверхности, подвергнутой радиационному распылению, на результаты эллипсометрического эксперимента в оптическом диапазоне. Такая большая рабочая длина волны позволяет формировать на поверхности дефекты заданной формы и размеров и исследовать их влияние на эллипсометрические параметры. Приведено описание эллипсометра, а также результаты систематических исследований влияния различных дефектов на поверхности материала с сильным поглощением на данные эллипсометрии. Впервые экспериментально доказано, что локализованные дефекты, сравнимые по размеру с длиной волны, могут быть «невидимыми» для эллипсометрической методики.

Раніше було висунуто припущення, що локалізовані дефекти за певних умов можуть не впливати на еліпсометричні дані. Метою роботи є перевірка цієї гіпотези систематичними дослідженнями впливу дефектів у формі паралелепіпедів різних розмірів на еліпсометричні дані. За допомогою побудованого терагерцового еліпсометра, що працює на довжині хвилі λ = 2,2 мм (0,14 ТГц), проведено масштабне моделювання впливу дефектів, характерних для поверхні, що зазнала впливу радіаційного розпорошення, на результати еліпсометричного експерименту в оптичному діапазоні. Настільки велика робоча довжина хвилі дозволяє формувати на поверхні дефекти заданої форми й розмірів і дослідити їх вплив на еліпсометричні параметри. Наведено опис еліпсометра, а також результати систематичних досліджень впливу різних дефектів на поверхні матеріалу з сильним поглинанням на дані еліпсометрії. Уперше експериментально доведено, що локалізовані дефекти, порівняні за розміром з довжиною хвилі, можуть бути «невидимими» для еліпсометричної методики.

Previously, it has been suggested that localized defects under certain conditions may not affect the ellipsometric data. The purpose of this work is to test this hypothesis by conducting systematic studies of the influence of defects in the form of parallelepipeds of various sizes on the ellipsometric data. Scale modeling of influence of defects typical for surface subjected to radiation sputtering on ellipsometric experiment results in the optical range has been performed using developed terahertz ellipsometer that operates at wavelength λ = 2.2 mm (0.14 THz). Such a large operating wavelength allowed to form on the surface defects of a given shape and size and to investigate their impact on the ellipsometric parameters. A description of the ellipsometer, and the results of systematic studies of the influence of various defects on the surface of the material with strong absorption data ellipsometry are presented. It is first experimentally proved that localized defects of comparable size to the wavelength can be "invisible" for ellipsometry.