Uma geometria alternativa para detecção do espalhamento de luz LASER por partículas e micro-rugosidades em superfícies de silício.

• Main Author: José Cândido de Souza Filho
• Other Authors: Sebastião Gomes dos Santos Filho
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2008
• Subjects: Espalhamento; Laser; Óptica; Partículas; Silício; Superfície; LASER; Optics; Particles; Scattering; Silicon; Surface
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-30092008-145835/

Neste trabalho é proposta uma geometria alternativa para detecção do espalhamento de luz LASER, com o objetivo de determinar o tamanho e o número de partículas aderidas em lâminas de silício com diferentes acabamentos superficiais. Neste trabalho foi utilizado um modelo teórico que descreve o espalhamento de luz por partículas dielétricas previamente depositadas sobre superfícies polidas. Esse modelo baseia-se na teoria analítica de espalhamento por partículas dielétricas suspensas num meio desenvolvida por Gustav Mie26, adaptado para partículas aderidas em superfícies28,29. Para caracterizar o equipamento por nós construído, foram utilizadas amostras contendo diferentes características ou feições superficiais: partículas de LATEX com quatro diâmetros diferentes (0,1 mm, 0,6 mm, 1,1 mm e 5,0 mm) previamente depositadas, amostras de lâminas de silício contendo padrões de linhas com alturas, larguras e espaçamentos conhecidos e amostras com micro-gotas de glicerina de diversos diâmetros (500 1800 mm). Obtivemos a intensidade total de luz espalhada em função das seções de espalhamento de cada elemento citado. Também foram feitas medidas de contagem de partículas e, em alguns casos, uma medida da assimetria horizontal das partículas presentes nas superfícies. Os resultados das medidas de espalhamento de luz por partículas e micro-gotas de glicerina foram comparados com os resultados previstos pelo modelo da reflexão desobstruída (URM) através de um programa implementado no MATLAB para o cálculo de seções de espalhamento, elaborado com base numa rotina de cálculo proposta por Bohren e Huffman. === In this work, it is proposed an alternative geometry to detect LASER light scattering to obtain the average size and concentration of particles adhered on silicon wafers with different surface finishing. It was used a theoretical model for light scattering from dieletric particles which were previously deposited onto polished surfaces. This model is based on the analitical scattering theory of suspended particles developed by Gustav Mie26 which was adapted for particles adhered on silicon surfaces28,29. To characterize our Home-Built Equipment, it was used different samples with different surface features: silicon wafers with LATEX spheres of four different diameters (0.1 mm, 0.6 mm, 1.1 mm and 5.0 mm), surface lines with different width, height and inter-spacing, and liquid micro-drops of glicerine with several diameters (500-1800 mm). We have obtained the total intensity of scattered light as a function of the scattering section for each mentioned feature. Also, particle counting and, in some cases, measurements of horizontal assimetry of the particles were done. The light scattering measurements of particles and micro-drops were modeled using the Unbstructed Reflection Model to obtain the scattering sections with the aid of a calculation routine as proposed by Bohren and Huffman.