D 2005

Optical measurement of mechanical stresses in diamond-like carbon films

OHLÍDAL, Ivan, Miloslav OHLÍDAL, Daniel FRANTA, Vladimír ČUDEK, Vilma BURŠÍKOVÁ et. al.

Basic information

Original name

Optical measurement of mechanical stresses in diamond-like carbon films

Name in Czech

Optické měření mechanického napětí v diamatu podobných vrstvách

Authors

OHLÍDAL, Ivan (203 Czech Republic, guarantor), Miloslav OHLÍDAL (203 Czech Republic), Daniel FRANTA (203 Czech Republic), Vladimír ČUDEK (203 Czech Republic), Vilma BURŠÍKOVÁ (203 Czech Republic) and Petr KLAPETEK (203 Czech Republic)

Edition

Bellingham, Washington, USA, 8-th International Symposium on Laser Metrology, p. 717-728, 12 pp. 2005

Publisher

SPIE - The International Society for Optical Engineering

Other information

Language

English

Type of outcome

Stať ve sborníku

Field of Study

10302 Condensed matter physics

Country of publisher

United States of America

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

RIV identification code

RIV/00216224:14310/05:00013025

Organization unit

Faculty of Science

ISBN

0-8194-5757-4

UT WoS

000228899900089

Keywords in English

DLC films; mechanical stress; two-beam interferometry; chromatic aberration method
Změněno: 3/2/2006 17:44, Mgr. Daniel Franta, Ph.D.

Abstract

V originále

In this paper the mechanical stresses taking place in diamond like thin films prepared by the plasma enhanced chemical vapor deposition onto silicon single crystal substrates are studied. For determination of the stress values the Stoney's formula is used. The values of the film thicknesses are determined using the combined method of variable angle spectroscopic ellipsometry and near-normal spectroscopic reflectometry. The values of the curvature radii of the deformed silicon substrates in consequence of the film stresses are evaluated using interferometric method based on two-beam interferometry and chromatic aberration method. The dependence of the mechanical stress inside these films on their thickness values is determined. It is found that this dependence can be approximate by the straight-line. The results achieved for the mechanical stresses obtained by both the optical methods, i.e. by the interferometric and chromatic aberration method, are compared. It is shown that within the experimental accuracy the stress values determined using both these method are identical. Thus, it is shown that the chromatic aberration method is suitable for measuring the mechanical stresses inside the thin solid films and it is the competitive method for the other optical methods utilized for this purpose so far.

In Czech

V tomto článkujsou studována mechanická napětí existující v diamantu podobných vrstvách připravených plasmaticky podporovanou chemickou deposicí v parách na podložky z monokrystalického křemíku. Pro určení těchto napětí je využita Stoneyova formule. Hodnoty tlouštěk vrstev jsou určeny pomocí kombinované metody víceúhlové spektroskopické elipsometrie a téměř kolmé spektroskopické reflektometrie. Hodnoty poloměrů křivosti deformovaných podložek křemíku v důsledku napětí ve vrstvách jsou určeny pomocí použitím metody dvoupaprskové interferometrie a metody chromatické aberace. Je určena závislost mechanického napětí uvnitř vrstev na jejich tloušťce. Nalezli jsme, že tato závislost může být aproximována přímkou. Výsledky týkající se mechanických napětí ve vrstvách dosažené oběma optickými metodami, tj. interferometrickou metodou a metodou chromatické aberace, jsou srovnány. Ukázali jsme, že v rámci experimentální přesnosti jsou hodnoty mechanického napětí určené oběma metodami identické. Ukázali jsme tedy, že metoda chromatické aberace je vhodnou konkurenční metodou pro jiné optické metody využitelné pro tento účel.

Links

GA101/04/2131, research and development project
Name: Realizace laboratorního digitálního spektrofotometru pro širokou spektrální oblast
Investor: Czech Science Foundation, Realization of thelaboratory digital spectrophotometer for the wide spectral region
MSM 143100003, plan (intention)
Name: Studium plazmochemických reakcí v neizotermickém nízkoteplotním plazmatu a jeho interakcí s povrchem pevných látek
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Study of plasmachemical reactions in non-isothermic low pressure plasma and its interaction with the surface of solid substrates