DE10013238C2

DE10013238C2 - Device for determining the layer thickness and / or the refractive index of thin layers

Info

Publication number: DE10013238C2
Application number: DE10013238A
Authority: DE
Inventors: Helge Pannhoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: DE10013238A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Dicke mindestens einer auf einem Substrat aufgebrachten, dünnen Schicht (Probe), einer dünnen Folie und/oder deren Brechungsindex, umfassend eine Strahlungsquelle, die die Probe mit einem Strahl bestrahlt, eine Detektorvorrichtung, die das Signal, das von einem von der Strahlungsquelle ausgesand ten und von der Probe reflektierten Strahl erzeugt wird, mißt, und eine Auswertvorrichtung, die aus dem gemessenen Signal die Schichtdicke und/oder den Brechungsindex bestimmt.The present invention relates to a device for measuring the thickness of at least one on a substrate applied thin layer (sample), a thin film and / or their Refractive index, comprising a radiation source that irradiates the sample with a beam, a detector device which detects the signal emitted by one of the radiation source th and the beam reflected by the sample is generated, and an evaluation device, which determines the layer thickness and / or the refractive index from the measured signal.

In einem weiten Bereich der Beschichtungstechnik und bei der Herstellung dünner, transpa renter Folien ist das Messen der prozessierten Schichtdicken erforderlich. Beschichtungen, beispielsweise in Form von durchsichtigen und gefärbten, transparenten Flächen, werden u. a. durch Tauchlackieren hergestellt. Die Schichtdicke muß idealerweise im Prozeß kontinuier lich geprüft werden. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung dünner Schichten ist das Be dampfen der gewünschten Flächen oder aber die Extrusion dünner Folien. Die Schichtdicken liegen im Bereich von einigen Nanometern (z. B. optische Vergütungsschichten) bis hin zu einigen hundert Mikrometern (z. B. Lackschichten). Da in vielen Fällen die Messung der Schichtdicke als Qualitätsmerkmal auch in der Fertigung erforderlich ist, wird vielfach die Anforderung gestellt, zerstörungsfrei prüfen zu können.In a wide range of coating technology and in the production of thin, transparent renter foils it is necessary to measure the processed layer thicknesses. coatings for example in the form of transparent and colored, transparent surfaces, u. a. made by dip painting. The layer thickness must ideally be continuous in the process be checked. Another possibility for producing thin layers is the Be steam the desired areas or extrude thin films. The layer thicknesses are in the range of a few nanometers (e.g. optical coating layers) up to a few hundred micrometers (e.g. layers of paint). Since in many cases the measurement of the Layer thickness as a quality feature is also required in production, the Required to be able to test non-destructively.

Bei der Beschichtung von Metallen sind induktive und kapazitive Meßverfahren verbreitet. Bei der Messung dünner Schichten auf Substraten oder dünner Folien, die Transparenz in den auszuwertenden Spektren zeigen, hat sich das optische Verfahren der Weißlichtinterferenz auswertung etabliert: An der Oberfläche des Prüfgutes reflektiertes Licht wird mit einem Spektrometer vermessen und ausgewertet. Das Licht wird sowohl an der Grenzschicht Luft- Beschichtung als auch an der Grenzschicht Beschichtung-Substrat reflektiert. Beide Reflexe haben bedingt durch Dicke und Brechzahl der Beschichtung einen Gangunterschied, was zur spektralen Auslöschung und Verstärkung des Lichtes führt. Somit ist das Interferenzsignal charakteristisch für das Produkt aus Brechzahl und Schichtdicke.Inductive and capacitive measuring methods are widely used in the coating of metals. When measuring thin layers on substrates or thin foils, the transparency in the show spectra to be evaluated, the optical method of white light interference Evaluation established: Light reflected on the surface of the test material is Spectrometer measured and evaluated. The light is both at the air Coating as well as reflected at the coating-substrate interface. Both reflexes have a path difference due to the thickness and refractive index of the coating, which leads to spectral extinction and amplification of the light leads. Hence the interference signal characteristic of the product of refractive index and layer thickness.

Zur Zeit sind Systeme auf dem Markt, die bei der Ermittlung der Schichtdicke zusätzlich noch genaue Angaben über eine optische Eigenschaft der Beschichtung benötigen, und zwar die Brechzahl. Dies muß zusätzlich, in der Regel offline, mit einem Refraktometer bestimmt werden. Die so ermittelte Brechzahl wird der Auswertsoftware als zusätzlicher, konstanter Parameter zur Berechnung der Schichtdicke übergeben. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Brechzahl beim Beschichtungsprozeß variieren kann, wodurch die Meßgenauigkeit und Zuverlässigkeit herabgesetzt wird.At the moment there are systems on the market that are also used to determine the layer thickness need precise information about an optical property of the coating, namely the Refractive index. This must also be determined, usually offline, using a refractometer become. The refractive index determined in this way becomes an additional, more constant one for the evaluation software Pass parameters for the calculation of the layer thickness. The disadvantage of this method is that the refractive index can vary during the coating process, thereby reducing the measuring accuracy and reliability is reduced.

Des weiteren sind Systeme verfügbar, die Reflexionskoeffizienten messen und per Rechen algorithmus und mit Hilfe von abgespeicherten Tabellen das Meßsignal approximieren und so die Schichdicke errechnen. Dieses Verfahren ist insofern nachteilig, als es eine sehr genaue Messung der Intensität des reflektierten Lichtes, nämlich eine quantitative Bestimmung des Signals, erfordert, so daß die Messung schon durch geringe Streustrahlung oder andere Störstrahlungen stark verfälscht werde kann. Des weiteren ist eine präzise Anpassung des Spektrometers erforderlich, so daß ein hoher Kalibrieraufwand besteht, der insbesondere für Messungen während des Fertigungsbetriebes nicht geleistet werden kann.Systems are also available that measure reflection coefficients and by calculation algorithm and with the help of stored tables approximate the measurement signal and so calculate the layer thickness. This method is disadvantageous in that it is a very precise one Measurement of the intensity of the reflected light, namely a quantitative determination of the Signals required, so that the measurement is done by low stray radiation or others Interference radiation can be falsified. Furthermore, a precise adjustment of the Spectrometer required, so that there is a high calibration effort, especially for Measurements cannot be made during production.

Bei den beiden genannten Systemen wird Licht einer Weißlichtquelle (Glühlampe) über einen Lichtwellenleiter zur Probe geführt, dort reflektiert und in den Lichtwellenleiter zurückgewor fen. Über eine Kopplerkomponente gelangt das reflektierte Licht zum Spektrometer. Wie das Licht zwischen Probe und Lichtwellenleiter geführt wird, ist vielfach nicht definiert; lediglich ein bestimmter Abstand zur Probe muß eingehalten werden. Nachteilig ist, daß dieser Abstand nicht zu groß sein darf. Bei größeren Abständen muß neben der teuren Kopplerkomponente noch eine abbildende Optik hinzugefügt werden.In the two systems mentioned, light from a white light source (incandescent lamp) is transmitted via one Optical fiber guided to the sample, reflected there and reworn in the optical fiber fen. The reflected light reaches the spectrometer via a coupler component. As the Light is routed between the sample and the optical waveguide is often not defined; only a certain distance from the sample must be maintained. The disadvantage is that this distance must not be too big. For larger distances, in addition to the expensive coupler component an imaging optic can be added.

Für dünne Schichten bis ca. 1 µm sind Ellipsometer im Einsatz, aber diese Systeme sind für den Laboreinsatz, nicht hingegen für die Fertigung oder Qualitätskontrolle am Fertigteil konzipiert, da sie sehr kostenintensiv sind und ebenfalls einen großen Kalibrieraufwand erfordern.Ellipsometers are used for thin layers up to approx. 1 µm, but these systems are for laboratory use, but not for manufacturing or quality control on the finished part designed because they are very expensive and also require a lot of calibration require.

In der DE 195 17 534 ist ein System zur Schichtdickenmessung insbesondere von Silizium schichten beschrieben. Dabei werden Interferenzsignale bei unterschiedlichen Frequenzen gemessen, und aus den damit verbundenen Phasenänderungen der Interferenzsignale wird die Schichtdicke bestimmt. Dieses System weist den Nachteil auf, daß eine hohe Genauigkeit der Lichtquelle erforderlich ist, damit die Wellenlängenänderung bzw. die absolute Wellenlänge hinreichend genau bestimmt werden kann. Das System ist daher kostenintensiv und erfordert einen hohen Kalibrieraufwand.DE 195 17 534 describes a system for measuring layer thickness, in particular of silicon layers described. This involves interference signals at different frequencies measured, and from the associated phase changes of the interference signals Layer thickness determined. This system has the disadvantage that high accuracy of the Light source is required so that the wavelength change or the absolute wavelength can be determined with sufficient accuracy. The system is therefore expensive and requires a high calibration effort.

Weitere Systeme sind in der DE 31 35 443 und DE 195 22 188 beschrieben. In beiden Syste men werden sowohl die Reflexion als auch die Transmission gemessen. In beiden Systemen werden hochpräzise Remissionsmessungen durchgeführt, so daß sie, insbesondere bei zusätz lichem Lichteinfall, störanfällig sind.Further systems are described in DE 31 35 443 and DE 195 22 188. In both systems Both the reflection and the transmission are measured. In both systems high-precision remission measurements are carried out, so that they, especially with additional incidence of light, are prone to failure.

Des weiteren sind die Systeme platzintensiv, da insbesondere ihre Lichtquellen außerhalb der Meßvorrichtung angebracht sind. Außerdem erfordern die Systeme eine genaue Kalibrierung. Ein Einsatz in der Fertigung ist dadurch stark eingeschränkt.Furthermore, the systems are space-intensive since their light sources in particular are outside of the Measuring device are attached. The systems also require accurate calibration. Use in manufacturing is therefore severely restricted.

Aus der JP 63-128210 ist ein weiteres Verfahren zur Schichtdickenmessung bekannt. Dabei wird monochromatisches Licht von einem Laser über einen drehbaren Spiegel durch Linsen auf eine Probe gestrahlt. Von der Probe gelangt der Strahl über eine weitere Linse zu einer Detektiervorrichtung. Der drehbare Spiegel wird über eine Rechnereinheit gesteuert. Dadurch kann der Strahl in verschiedenen Winkeln auf die Probe treffen. Die Intensität des jeweils reflektierten Strahls wird gemessen und das Intensitätsmaximum ermittelt, d. h. es erfolgt eine winkelabhängige Messung. Die Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß zahlreiche Messungen bei zahlreichen Winkelstellungen erforderlich sind, um das Maximum zu ermit teln. Es muß gewährleistet werden, daß der Strahl während der gesamten Messung stets am selben Punkt auf die Probe trifft. Durch die Drehung des Spiegels ist das System darüber hinaus sehr empfindlich und störanfällig.Another method for measuring the layer thickness is known from JP 63-128210. there becomes monochromatic light from a laser through a rotating mirror through lenses blasted on a sample. From the sample, the beam passes through another lens Detecting. The rotating mirror is controlled by a computer unit. Thereby the beam can hit the sample at different angles. The intensity of each reflected beam is measured and the intensity maximum is determined, d. H. there is a angle-dependent measurement. The device has the disadvantage that numerous Measurements at numerous angular positions are required to determine the maximum stuffs. It must be ensured that the beam is always on during the entire measurement same point meets the test. By rotating the mirror, the system is above it also very sensitive and prone to failure.

Ein ähnliches Prinzip ist in der US 5,034,617 verwirklicht. Auch in dieser Schrift ist offen bart, monochromatisches Licht durch ein optisches System in verschiedenen Winkeln auf eine Probe zu senden, wobei die verschiedenen Einfallwinkel durch Rotation eines Spiegels er zeugt werden. Es erfolgt ebenfalls eine winkelabhängige Messung mit ähnlichen Nachteilen wie in der oben angegebenen JP-Schrift. Die Meßanordnung ist technisch sehr aufwendig und anspruchsvoll und nur für den stationären Laboreinsatz, nicht jedoch für Messungen vor Ort geeignet.A similar principle is implemented in US 5,034,617. This document is also open Beard, monochromatic light through an optical system at different angles on one Send sample, taking the different angles of incidence by rotating a mirror be fathered. There is also an angle-dependent measurement with similar disadvantages as in the JP document given above. The measuring arrangement is technically very complex and demanding and only for stationary laboratory use, but not for measurements on site suitable.

In der EP 0 760 459 A2 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Messung von Schicht dicke und Brechungsindex eines Films beschrieben, insbesondere für den Einsatz in der Emulsionstechnik sowie der Photoindustrie. Bei dem Verfahren bzw. mit Hilfe der erfin dungsgemäßen Vorrichtung wird eine Probe von einer Strahlungsquelle über eine Optik derart beleuchtet, daß gleichzeitig aus zwei verschiedenen Winkeln Licht auf die Probe trifft und von dieser reflektiert wird. Die beiden reflektierten Signale werden zu einem kombinierten Signal vereinigt. Aus diesem kombinierten Signal wird ein Zeitunterschied zwischen den von der Ober- und Unterseite des Films reflektierten Signalen bestimmt, aus dem wiederum Bre chungsindex und Schichtdicke des Films berechnet werden. Für die Auswertung wird ein Autokorrelator, ein Michelson-Interferometer, verwendet.EP 0 760 459 A2 describes a method and a device for measuring layers described the thickness and refractive index of a film, especially for use in the Emulsion technology and the photo industry. In the process or with the help of inventions device according to the invention is a sample from a radiation source via an optical system illuminates that light hits the sample simultaneously from two different angles and is reflected by this. The two reflected signals are combined into one Signal united. This combined signal becomes a time difference between that of the top and bottom of the film determines reflected signals, from which in turn Bre index and layer thickness of the film can be calculated. A is used for the evaluation Autocorrelator, a Michelson interferometer used.

Problematisch an dem Verfahren gemäß der EP 0 760 459 ist, daß die Kohärenzlänge der verwendeten Strahlung klein sein muß gegenüber der Schichtdicke. Dies hängt mit den erforderlichen Instrumenten und deren Eigenschaften zusammen. Die Kohärenzlänge (Δl) ist definiert als Δl = λ₀ ²/Δλ, wobei λ₀ die Schwerpunktwellenlänge und Δλ der Spektralbereich ist. Selbst eine Lichtquelle geringer Kohärenz weist eine Kohärenzlänge von ca. 700 nm auf. Damit können - da die Kohärenzlänge klein sein muß gegenüber der Schichtdicke - verläß liche Meßergebnisse erst für Schichtdicken von einigen 10 µm Stärke erreicht werden. Für dünnere Schichten können durch das beschriebene Verfahren bzw. die beschriebene Vor richtung keine hinreichend genauen Ergebnisse erreicht werden. Schwierigkeiten ergeben sich insbesondere bei dünnen, farbigen Schichten, weil die spektral abhängige Absorption eine weitere Erhöhung der Kohärenzlänge bewirkt, was die Trennung der auszuwertenden Signale weiter erschwert. Auch kann das Phänomen der Schwebung, durch die Überlagerung zweier Signale aus zwei Winkeln gleichzeitig erzeugt, nicht eindeutig vom Effekt der spektralen Absorption getrennt werden.The problem with the method according to EP 0 760 459 is that the coherence length of the radiation used must be small compared to the layer thickness. This is related to the required instruments and their properties. The coherence length (Δl) is defined as Δl = λ ₀ ² / Δλ, where λ _{0 is} the focus wavelength and Δλ is the spectral range. Even a light source of low coherence has a coherence length of approximately 700 nm. This means - since the coherence length must be small compared to the layer thickness - reliable measurement results can only be achieved for layer thicknesses of a few 10 µm. For thinner layers, the described method or the described device cannot achieve sufficiently precise results. Difficulties arise in particular with thin, colored layers, because the spectrally dependent absorption causes a further increase in the coherence length, which further complicates the separation of the signals to be evaluated. Also, the phenomenon of beat, generated by the superimposition of two signals from two angles at the same time, cannot be clearly separated from the effect of spectral absorption.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung für die Be stimmung der Schichtdicke und/oder des Brechungsindex einer dünnen Schicht zur Verfügung zu stellen, mit der auch Schichtdicken im Submikrometerbereich bzw. im Bereich bis zum 10 µm, farbig oder nicht farbig, zuverlässig gemessen werden können und bei der keine quantitative Bestimmung des gemessenen Signals erforderlich ist, also keine wesentliche Beeinflussung des Meßergebnisses durch Störstrahlung eintritt. Ferner soll die Vorrichtung insbesondere auch in der Fertigung und Qualitätskontrolle eingesetzt werden können, also ohne großen Justieraufwand für unterschiedliche Proben an unterschiedlichen Orten verwendet werden können und eine Messung auf einfache Weise innerhalb kurzer Zeit ermöglichen. The invention is based on the object, a measuring device for loading layer thickness and / or the refractive index of a thin layer with which layer thicknesses in the submicrometer range or in the range up to for 10 µm, colored or non-colored, can be measured reliably and none quantitative determination of the measured signal is required, so not an essential one Influence of the measurement result by interference radiation occurs. Furthermore, the device in particular can also be used in production and quality control without great adjustment effort for different samples at different locations can be used and enable a measurement in a simple manner within a short time.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zur Messung der Dicke mindestens einer auf einem Substrat aufgebrachten, dünnen Schicht, einer dünnen Folie (Probe) und/oder deren Brechungsindex, mindestens eine Strahlungs quelle, die die Probe mit einem Strahl bestrahlt; Strahlführungsmittel, die jeweils eine fest eingestellte Strahlführung umfassen, um die Strahlung der Strahlungsquelle aus zwei Winkeln auf die Probe zu strahlen und durch Reflexion von der Probe zwei reflektierte Lichtstrahlen zu erhalten; Mittel ohne Strahlführungseigenschaften, die zeitversetzt die Strahlführung zur Bestrahlung der Probe aus dem ersten Winkel und die Strahlführung zur Bestrahlung der Probe aus dem zweiten Winkel mit Strahlung be aufschlagen; eine Detektorvorrichtung, die die von der Probe reflektierten Lichtstrahlen detektiert und für die zeitversetzten Bestrahlungen entsprechend getrennte Signale ausgibt, sowie eine Auswertevorrichtung zum Bestimmen der Schichtdicke und/oder des Brechungsindex aus den getrennten Signalen umfaßt. The object is achieved in that the device for measurement the thickness of at least one thin layer applied to a substrate, one thin film (sample) and / or its refractive index, at least one radiation source that irradiates the sample with a beam; Beam guiding means, each one Fixed beam guidance include the radiation from the radiation source to radiate two angles on the sample and two by reflection from the sample to receive reflected light rays; Agents without beam guidance properties, the delayed the beam guidance for irradiating the sample from the first angle and the Beam guidance for irradiating the sample from the second angle with radiation crack open; a detector device which detects the light rays reflected from the sample detects and signals that are correspondingly separate for the time-delayed irradiations outputs, and an evaluation device for determining the layer thickness and / or of the refractive index from the separated signals.

Auf diese Weise erhält man die Schichtdicke und den Brechungsindex entsprechend der folgenden Gleichungen:
In this way, the layer thickness and the refractive index are obtained according to the following equations:

δ₁ = 2k₁nd
δ ₁ = 2k ₁ nd

Für Beleuchtung unter α = 0°
For lighting below α = 0 °

δ₂ = 2k₂.d
δ ₂ = 2k ₂ .d

Für Beleuchtung unter α ≠ 0°,
wobei:
n: Brechzahl
k: Wellenzahl
d: Schichtdicke
δ_1,2 = 2π.For lighting below α ≠ 0 °,
in which:
n: refractive index
k: wavenumber
d: layer thickness
δ _1.2 = 2π.

Damit ergibt sich für den Fall, daß ein Winkel α = 0°, die Schichtdicke zu:
In the event that an angle α = 0 °, the layer thickness is:

bzw. der Brechungsindex zu:
or the refractive index to:

Es ist auf diese Weise möglich, ohne Kenntnis des Brechungsindex die Dicke einer dünnen Schicht zu bestimmen. Dabei ist es nicht erforderlich, hochpräzise Remissionsmessungen durchzuführen, da lediglich eine qualitative Auswertung des Signals durchgeführt wird und mittels harmonischer Analyse die erforderlichen Parameter bestimmt werden können. Die Vorrichtung ist daher unempfindlich gegen Streu- oder sonstige Störstrahlung und somit besonders für den Einsatz in Fertigung und Qualitätskontrolle geeignet. Durch die zeitver setzte Bestrahlung der Probe kann die Detektorvorrichtung pro Einfallswinkel ein Signal ermitteln und an die Auswertevorrichtung senden. Dadurch wird vermieden, daß Schwebungsfrequenzen auftreten, die eine Auswertung erschweren oder sogar unmöglich machen. Es ist völlig ausreichend, die Bestrahlung aus nur zwei Winkeln vorzunehmen, da bereits aus den Ergebnissen dieser beiden Messungen eine eindeutige Bestimmung der Schichtdicke und/oder des Brechungsindex möglich ist.It is possible in this way without knowing the refractive index of the thickness of a thin one To determine layer. It is not necessary to take high-precision remission measurements to be carried out since only a qualitative evaluation of the signal is carried out and the necessary parameters can be determined by means of harmonic analysis. The The device is therefore insensitive to stray or other interference radiation and thus Particularly suitable for use in manufacturing and quality control. Due to the time If the sample is irradiated, the detector device can generate one signal per angle of incidence determine and send to the evaluation device. This avoids beat frequencies occur that make an evaluation difficult or even impossible. It is entirely sufficient to carry out the irradiation from only two angles, since it is already out a clear determination of the layer thickness based on the results of these two measurements and / or the refractive index is possible.

Die Mittel ohne Strahlführungseigenschaften zur zeitversetzten Bestrahlung der Probe können im wesentlichen aus einer zweiten Strahlungsquelle sowie einer Vorrichtung zum getrennten Schalten der Strahlungsquellen bestehen. Eine andere Möglichkeit ist die Anordnung mit einer Shuttereinheit, die dafür sorgt, daß jeweils nur ein Bestrahlungsweg offen ist, d. h. die Probe zu einer gegebenen Zeit nur aus einem Winkel bestrahlt wird.The means without beam guidance properties for the time-delayed irradiation of the sample can essentially consist of a second one Radiation source and a device for separately switching the radiation sources consist. Another possibility is the arrangement with a shutter unit, which ensures that only one radiation path is open at a time, d. H. the sample only at a given time is irradiated at an angle.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird als Strahlungsquelle kohärente Strahlung ver wendet. Als Strahlungsquelle kann auch ein durchstimmbarer Monochromator zum Einsatz kommen. Als Detektorvorrichtung zur Signalerfassung wird in diesen Fällen ein breitbandig spektral empfindlicher Einzeldetektor verwendet. Die Wahl der Strahlungsquelle kann je nach zu messender Probe erfolgen.In an advantageous embodiment, coherent radiation is used as the radiation source applies. A tunable monochromator can also be used as the radiation source come. In these cases, a broadband is used as the detector device for signal detection spectrally sensitive single detector used. The choice of radiation source can vary depending on sample to be measured.

Besonders vorteilhafterweise wird als Strahlungsquelle eine inkohärente Strahlungsquelle, insbesondere Weißlicht, verwendet. Die entsprechenden Lampen sind besonders kostengün stig, kompakt und stabil und tragen dazu bei, daß die gesamte Vorrichtung einfach und preis wert hergestellt werden kann. Statt Weißlicht ist auch die Verwendung von Infrarot- oder UV- Strahlung möglich. Als Detektorvorrichtung wird im Falle der Verwendung von inkohärenter Strahlung ein Spektrometer, vorzugsweise ein Sensor-Array-Spektralphotometer oder ein scannendes Spektrometer, eingesetzt, das das vollständige, zu analysierende Spektrum mit einer Messung erfaßt. Ein solches Spektrometer ermöglicht eine schnelle und präzise Bestimmung der Signale, da das vollständig zu analysierende Spektrum mit einer Messung erfaßt wird. Auf diese Weise ist eine Messung innerhalb kürzester Zeit möglich.Particularly advantageously, an incoherent radiation source is used as the radiation source, especially white light used. The corresponding lamps are particularly inexpensive stig, compact and stable and help make the entire device simple and affordable worth can be made. Instead of white light, the use of infrared or UV Radiation possible. As the detector device is used in the case of incoherent Radiation a spectrometer, preferably a sensor array spectrophotometer or a scanning spectrometer, which uses the full spectrum to be analyzed a measurement. Such a spectrometer enables fast and precise Determination of the signals since the spectrum to be fully analyzed with one measurement is detected. In this way, measurement is possible within a very short time.

Durch die getrennte Messung bei den verschiedenen Winkeln erhält man auf diese Weise einzelne Signale, die sauber voneinander getrennt sind und getrennt analysiert werden kön nen. Es tritt keine Schwebungsfrequenz auf, da spektrale Absorption nicht zu Mehrdeutig keiten oder Auflösungsverschlechterung durch Kohärenzerhöhung führt. Es können pro blemlos Schichtdicken im Submikrobereich, d. h. Schichtdicken unterhalb von 1 µm bestimmt werden. Die Vorrichtung kann einen breiten Bereich zu vermessender Schichtdicken von 100 nm bis 100 µm abdecken. Der bevorzugte Einsatzbereich liegt im Bereich von 100 nm bis zu 20 µm. Somit lassen sich auch der Submikrometerbereich sowie der Bereich bis zu 10 µm besonders gut abdecken. Auch farbige Proben dieser Stärken können auf die erfindungs gemäße Weise problemlos vermessen werden.The separate measurement at the different angles gives you this way individual signals that are clearly separated from each other and can be analyzed separately NEN. There is no beat frequency because spectral absorption is not too ambiguous or deterioration of resolution due to increased coherence. It can be pro smooth layer thicknesses in the submicro range, d. H. Layer thicknesses below 1 µm determined become. The device can measure a wide range of layer thicknesses of 100 nm cover up to 100 µm. The preferred application range is from 100 nm up to 20 µm. This means that the submicrometer range and the range up to 10 µm can also be achieved cover particularly well. Colored samples of these strengths can also be found on the invention can be measured without any problems.

Als Strahlführungsmittel sind insbesondere Linsen, Strahlteiler und Reflektoren geeignet, da diese preiswerte, optische Komponenten darstellen, die ermöglichen, das Meßsystem kostengünstig herstellen zu können und es damit für den regulären Einsatz in der Fertigung erschwinglich zu machen. Als Strahlteiler können Teilerspiegel oder Y-Koppler verwendet werden.Lenses, beam splitters and reflectors are particularly suitable as beam guiding means, since these represent inexpensive, optical components that make the measuring system inexpensive to be able to manufacture and thus make it affordable for regular use in manufacturing do. Splitter mirrors or Y-couplers can be used as beam splitters.

In einer vorteilhaften Anordnung in der Vorrichtung sind die Strahlführungsmittel in Form von drei Strahlteilern, zwei Linsen und einem Reflektor ausgebildet. Dabei wird Licht von der Strah lungsquelle über Leitermittel, zum Beispiel Lichtwellenleiter, in zwei Strahlteiler eingekop pelt. Von einem ersten Strahlteiler wird die Strahlung über eine Linse in einem ersten Winkel α auf die Probe gesandt. Vorteilhafterweise beträgt dieser Winkel ungefähr 45°, da für diesen Wert ein besonders klares Signal gemessen werden kann. Die nach dem Reflexionsgesetz von der Probe reflektierte Strahlung trifft auf einen Reflektor und wird von diesem über die Probe zurück durch die Linse reflektiert und trifft über den Strahlteiler auf den Detektor, wo ein ent sprechendes Signal gemessen wird. Von einem zweiten Strahlteiler wird die Strahlung über eine zweite Linse in einem zweiten Winkel α auf die Probe geschickt. Bevorzugt ist ein Win kel von zwischen 0 und 10°. Die von der Probe reflektierte Strahlung wird durch die zweite Linse zurück in den zweiten Strahlteiler und von dort zum Detektor gesandt, wo das korrespondierende Signal gemessen wird. Der dritte Strahlteiler ist vor dem Detektoreingang angeordnet und ermöglicht, daß die Strahlen der Messungen aus den verschiedenen Winkeln über denselben Eingang in den Detektor gelangen können. Man kann auch auf den dritten Strahlteiler verzichten. Dann sind jedoch entweder zwei Eingänge am Detektor erforderlich, oder aber die jeweiligen Lichtleiter sind für die einzelnen Messungen umzuschalten.In an advantageous arrangement in the device, the beam guiding means are in the form of three Beam splitters, two lenses and a reflector are formed. Thereby light from the beam Source via coupling means, for example optical waveguides, coupled into two beam splitters pelt. The radiation from a first beam splitter is transmitted through a lens at a first angle α sent to the sample. Advantageously, this angle is approximately 45 ° because of this Value a particularly clear signal can be measured. According to the reflection law of Radiation reflected from the sample strikes a reflector and is transmitted by it via the sample reflected back by the lens and hits the detector via the beam splitter, where an ent speaking signal is measured. The radiation is transmitted from a second beam splitter a second lens is sent onto the sample at a second angle α. A win is preferred between 0 and 10 °. The radiation reflected by the sample is transmitted through the second Lens back into the second beam splitter and sent from there to the detector where that corresponding signal is measured. The third beam splitter is in front of the detector entrance arranged and allows the beams of measurements from different angles can reach the detector via the same input. You can also go to the third Dispense with beam splitters. Then either two inputs are required on the detector, or the respective light guides must be switched over for the individual measurements.

In einer anderen, vorteilhaften Anordnung sind die Strahlführungsmittel in Form von drei Linsen und zwei Strahlteilern ausgebildet. Dabei wird Strahlung von der Strahlungsquelle über Leiter mittel, zum Beispiel Lichtwellenleiter, und eine erste Linse in einem ersten, von 0° verschie denen Winkel α auf die Probe gesandt. Vorteilhafterweise beträgt dieser Winkel ungefähr 45°. Die nach dem Reflexionsgesetz von der Probe reflektierte Strahlung gelangt durch eine zweite Linse und einen weiteren Lichtleiter zu einer Detektorvorrichtung, wo ein entsprechendes Signal gemessen wird. Unter einem zweiten Winkel, der sich vom Betrag her von dem ersten Winkel unterscheidet, wird ein zweiter Reflex der Probe detektiert. Vorteilhafterweise beträgt der zweite Winkel zwischen 0 und 10°. Zur Trennung von Beleuchtungs- und Detektionsstrahlengang wird ein Strahlteiler verwendet. Vor dem Detektoreingang kann wiederum ein weiterer Strahlteiler angeordnet sein, der ermöglicht, daß die Strahlen der Messungen aus den verschiedenen Winkeln über denselben Eingang in den Detektor gelangen können.In another advantageous arrangement, the beam guiding means are in the form of three lenses and two beam splitters. Thereby, radiation from the radiation source is conducted via a conductor medium, for example optical waveguide, and a first lens in a first, different from 0 ° which angle α is sent to the sample. This angle is advantageously approximately 45 °. The radiation reflected from the sample according to the law of reflection passes through a second Lens and another light guide to a detector device, where a corresponding Signal is measured. At a second angle, the amount of which differs from the first Angle, a second reflex of the sample is detected. Is advantageously the second angle between 0 and 10 °. To separate lighting and A beam splitter is used for the detection beam path. In front of the detector entrance again a further beam splitter can be arranged, which enables the beams of the Measurements from different angles reach the detector via the same input can.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere als Handmeßvorrichtung ausgebildet sein, indem Strahlungsquelle und Strahlführungsmittel integral ausgebildet sind. Eine so gebildete Einheit kann bequem transportiert und an verschiedenen Einsatzorten verwendet werden, ohne daß jedes Mal eine aufwendige Kalibrierung erforderlich wird. Sie ist einfach zu bedie nen, robust und unempfindlich bezüglich möglicher Streustrahlung. Die einzelnen Kompo nenten sind fest in der Vorrichtung angeordnet und somit definiert zueinander ausgerichtet, was die Störanfälligkeit ebenfalls verringert. Die gesamte Vorrichtung hingegen ist mobil und ausreichend klein, um als Handmeßvorrichtung verwendet zu werden.The device according to the invention can in particular be designed as a hand-held measuring device be formed by integrally forming the radiation source and beam guiding means. So educated Unit can be easily transported and used in different locations, without the need for time-consuming calibration. It is easy to use robust and insensitive to possible scattered radiation. The individual compos elements are fixed in the device and thus aligned to each other in a defined manner, which also reduces the susceptibility to faults. The entire device, however, is mobile and sufficiently small to be used as a handheld measuring device.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn auch Detektor- und Auswertvorrichtung integral mit der Vorrichtung ausgebildet sind. Als Auswertvorrichtung kann in diesem Fall ein Mikrocon troller verwendet werden. Indem man das Gerät des weiteren mit einem Akku ausrüstet, ist es möglich, an einem beliebigen Ort, unabhängig von Stromquelle oder weiteren Gerätschaften, Schichtdicken von Proben zu bestimmen. Statt einen aufwendigen Aufbau zu verwenden, kann man mit einem Gerät geringen Ausmaßes - ausreichend ist bereits ein Gerät in der Grö ße von 22 cm × 12 cm × 5 cm - einfach und an jedem Ort Schichtdickenmessungen vorneh men. Über den Mikrocontroller wird das Spektrometer gesteuert. Ferner werden über den Controller die Auswertungen vorgenommen. Die Ergebnisse können gespeichert und/oder über ein Display direkt angezeigt werden.A particular advantage arises if the detector and evaluation device are also integrated the device are formed. In this case, a microcon can be used as the evaluation device trollers can be used. By further equipping the device with a rechargeable battery, it is possible, at any location, regardless of power source or other equipment, Determine layer thicknesses of samples. Instead of using a complex structure, can be done with a small device - a device of the size is sufficient Dimensions of 22 cm × 12 cm × 5 cm - easy and layer thickness measurements at any location men. The spectrometer is controlled via the microcontroller. Furthermore, the Controller made the evaluations. The results can be saved and / or are shown directly on a display.

Die Auswertung zur Identifizierung des Interferenzsignals kann über eine Fourieranalyse, eine Bestimmung der Interferenzmaxima oder einen Polygonfit erfolgen.The evaluation to identify the interference signal can be carried out using a Fourier analysis, a Determination of the interference maxima or a polygon fit.

Eine besonders einfache Handhabung ist möglich, wenn die Vorrichtung weiterhin ein Auf setzmittel umfaßt, das vorteilhafterweise aus Kunststoff, insbesondere Teflon, gefertigt ist. Dieses Aufsetzmittel befindet sich an der der Probe zugewandten Seite der Vorrichtung. Über dieses Aufsetzmittel kann die Vorrichtung auf die zu messende Schicht aufgesetzt werden. Durch die Materialwahl ist Kratzschutz gewährleistet. Durch die Möglichkeit, die Vorrich tung direkt auf die Probe zu setzen, ist eine Justierung der Vorrichtung besonders einfach möglich, was die Dauer des gesamten Messungsvorganges erheblich verkürzt.A particularly simple handling is possible if the device continues to open comprises setting means, which is advantageously made of plastic, in particular Teflon. This attachment means is located on the side of the device facing the sample. about this placement means the device can be placed on the layer to be measured. The choice of material ensures scratch protection. By the possibility of the Vorrich device is particularly easy to adjust possible, which significantly shortens the duration of the entire measurement process.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungs beispiele hervor, in denen:Further advantages and embodiments or possibilities of the invention emerge from the following description of the embodiment shown in the schematic drawings examples in which:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform Meßvorrichtung, Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the measuring device,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform und Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment and

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zeigt. Fig. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of a measuring device according to the invention.

In der in Fig. 1 gezeigten, ersten Ausführungsform bezeichnet 1 eine inkohärente Strahlungs quelle. 12 stellt einen Shutter da, der bewirkt, daß alternativ entweder ein Lichtwellenleiter 2a oder ein anderer Lichtwellenleiter 2b mit Strahlung gespeist wird. Der Shutter 12 ist so einge stellt, daß ein erster Lichtstrahl in den Lichtwellenleiter 2a eingekoppelt wird und über diesen in einen ersten Y-Koppler 5a gelangt. Von diesem wird der Strahl über eine Linse 3a in einem ersten Winkel α = 45° auf die Probe 4 gesandt. Es ist auch jeder andere Winkel zwischen 0° und 90° möglich. Der Strahl wird von der Probe reflektiert, und zwar sowohl an der Grenz schicht Luft-Beschichtung als auch an der Grenzschicht Beschichtung-Substrat. Beide Refle xe haben bedingt durch Dicke und Brechzahl der Beschichtung einen Gangunterschied, was zur spektralen Auslöschung und Verstärkung des Lichtes führt. Das nach dem Reflexionsge setz von der Probe reflektierte Licht trifft auf einen Reflektor 7 und wird von diesem über die Probe zurück durch die Linse 3 reflektiert und trifft über den Y-Koppler 5a auf den als Sen sor-Array-Spektralphotometer ausgebildeten Detektor 6, von dem ein entsprechendes Signal gemessen wird. Das Spektralphotometer weist den Vorteil auf, daß in einer Messung das gesamte, zu analysierende Spektrum erfaßt werden kann.In the first embodiment shown in FIG. 1, 1 denotes an incoherent radiation source. 12 represents a shutter, which has the effect that either an optical waveguide 2 a or another optical waveguide 2 b is fed with radiation. The shutter 12 is placed in such a way that a first light beam is coupled into the optical waveguide 2 a and passes through it into a first Y-coupler 5 a. From this the beam through a lens 3 is a α at a first angle = 45 ° sent to the test. 4 Any other angle between 0 ° and 90 ° is also possible. The beam is reflected from the sample, both at the air-coating interface and at the coating-substrate interface. Both reflections have a path difference due to the thickness and refractive index of the coating, which leads to spectral extinction and amplification of the light. The light reflected by the reflection from the sample hits a reflector 7 and is reflected by the sample back through the lens 3 and strikes via the Y-coupler 5 a to the detector 6 designed as a sensor array spectrophotometer, from which a corresponding signal is measured. The spectrophotometer has the advantage that the entire spectrum to be analyzed can be recorded in one measurement.

In einem nächsten Schritt schließt der Shutter 12 den Lichtwellenleiter 2a (gestrichelte Linie in Fig. 2) und ermöglicht, daß von der Strahlungsquelle 1 ein zweiter Lichtstrahl in den weite ren Lichtwellenleiter 2b eingekoppelt wird und in einen zweiten Y-Koppler 5b gelangt. Von dort wird der Strahl über eine zweite Linse 3b in einem zweiten Winkel α auf die Probe 4 geschickt. Bevorzugt ist ein Winkel von 0°. Das von der Probe reflektierte Licht wird durch die zweite Linse 3b zurück in den zweiten Y-Koppler 5b und von dort zum Detektor 6 gesandt, wo das korrespondierende Signal gemessen wird. Statt der Verwendung eines zweiten Y- Kopplers ist es auch möglich, parallel angeordnete Lichtleiter zu verwenden.In a next step, the shutter 12 includes the optical waveguide 2 a (dashed line in Fig. 2) and allows a second light beam in the wide ren optical waveguide 2 is coupled b from the radiation source 1 and b passes in a second Y-coupler 5 , From there, the beam is sent to the sample 4 via a second lens 3 b at a second angle α. An angle of 0 ° is preferred. The light reflected from the sample is sent back through the second lens 3 b into the second Y-coupler 5 b and from there to the detector 6 , where the corresponding signal is measured. Instead of using a second Y-coupler, it is also possible to use light guides arranged in parallel.

Ein dritter Y-Koppler 5c ist vor dem Eingang des Detektors 6 angeordnet und ermöglicht, daß die Strahlen der Messungen aus den verschiedenen Winkeln über denselben Eingang in den Detektor gelangen können. Man kann auch auf den dritten Y-Koppler 5c verzichten. Dann sind jedoch entweder zwei Eingänge am Detektor erforderlich, oder aber die jeweiligen Licht leiter sind für die einzelnen Messungen umzuschalten.A third Y-coupler 5 c is arranged in front of the input of the detector 6 and enables the beams of the measurements from different angles to reach the detector via the same input. You can also do without the third Y-coupler 5 c. Then either two inputs are required on the detector, or the respective light guides have to be switched for the individual measurements.

Im Spektrometer 6 wird das empfangene Interferenzmuster detektiert. Das ermittelte Signal wird an eine Auswertvorrichtung (nicht gezeigt), zum Beispiel einen Computer oder einen Mikrocontroller, weitergegeben. Die Auswertung zur Identifizierung des Interferenzsignals erfolgt wahlweise über eine Fourieranalyse, eine Bestimmung der Interferenzmaxima oder einen Polygonfit. Über die aus den unterschiedlichen Winkeln erhaltenen Werte werden die Schichtdicke und/oder der Brechungsindex nach den oben angegebenen Gleichungen bestimmt. Da für jeden Winkel ein getrenntes Signal erhalten wird, ist eine sehr saubere Auswertung möglich.The received interference pattern is detected in spectrometer 6 . The determined signal is passed on to an evaluation device (not shown), for example a computer or a microcontroller. The evaluation for identifying the interference signal is carried out either via a Fourier analysis, a determination of the interference maxima or a polygon fit. The layer thickness and / or the refractive index are determined according to the equations given above from the values obtained from the different angles. Since a separate signal is obtained for each angle, a very clean evaluation is possible.

Die Wahl der Strahlungsquelle richtet sich nach den Eigenschaften der zu messende Probe, insbesondere deren zu bestimmender Dicke. Bei geringen Schichtdicken bis ca. 20 µm sind bei gängigen Sensor-Array-Spektralphotometern ein breitbandiger, thermischer Strahler (z. B. eine Wolfram-Halogen-Lampe), Weißlicht-LEDs oder LED-Kombinationen unterschiedli cher Emissionsspektren, in Superposition geschaltet, vorteilhaft. Höhere Schichtdicken kön nen ggf. mit einer LED beleuchtet werden. Je nach Transparenz der Probe kann eine Messung mit Infrarot- oder UV-Strahlung vorzuziehen sein.The choice of the radiation source depends on the properties of the sample to be measured, especially their thickness to be determined. With thin layers up to approx. 20 µm in the case of common sensor array spectrophotometers, a broadband, thermal radiator (e.g. a tungsten halogen lamp), white light LEDs or LED combinations cher emission spectra, switched in superposition, advantageous. Higher layer thicknesses can can be illuminated with an LED if necessary. Depending on the transparency of the sample, a measurement can be made be preferred with infrared or UV radiation.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 wird ein Strahl einer inkohärenten Strahlungsquelle 1 in einen Lichtwellenleiter 2a eingekoppelt. Der zweite Lichtwellenleiter ist durch einen Shutter 12 abgeschlossen. Das Ende des Lichtleiters befindet sich idealerweise im Brennpunkt der Linse 3a. Die Probe wird unter einem von 0° verschiedenen Winkel α beleuchtet. Der an der Probe 4 reflektierte Strahl gelangt nach dem Reflexionsgesetz über eine zweite Linse 3c in einen weiteren Lichtleiter 2c. In the embodiment of FIG. 2, a beam from an incoherent radiation source 1 is coupled into an optical waveguide 2 a. The second optical fiber is closed by a shutter 12 . The end of the light guide is ideally in the focal point of the lens 3 a. The sample is illuminated at an angle α different from 0 °. The beam reflected on the sample 4 passes according to the law of reflection via a second lens 3 c into a further light guide 2 c.

Der Shutter 12 wird umgestellt (gestrichelte Linie in Fig. 2) und sorgt nun dafür, daß Strah lung in einen zweiten Lichtwellenleiter 2b eingekoppelt wird, während der erste Lichtwellen leiter 2a geschlossen ist. Dadurch wird unter einem zweiten Winkel, der sich dem Betrag nach von dem ersten Winkel unterscheidet, und in der vorliegenden Ausführungsform 0° beträgt, ein zweiter Reflex der Probe detektiert. Zur Trennung des Beleuchtungs- und des Detektions strahlenganges wird ein Lichtleiter-Y-Koppler 5a oder ein Strahlteilersystem eingesetzt. Bei de Reflexe gelangen über einen weiteren Lichtleiter-Y-Koppler 5c zu einem Spektralphoto meter 6 mit angegliederter Signalauswertung. Die Auswertung erfolgt, wie für die Ausfüh rungsform 1 beschrieben.The shutter 12 is switched (dashed line in Fig. 2) and now ensures that radiation is coupled into a second optical waveguide 2 b, while the first optical waveguide 2 a is closed. As a result, a second reflection of the sample is detected at a second angle, which differs in amount from the first angle and is 0 ° in the present embodiment. To separate the lighting and the detection beam path, a light guide Y-coupler 5 a or a beam splitter system is used. At de Reflexe go through a further fiber optic Y-coupler 5 c to a spectrophotometer 6 with attached signal evaluation. The evaluation is carried out as described for embodiment 1.

Die in Fig. 3 dargestellte, dritte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der oben be schriebenen zweiten, unterscheidet sich allerdings dadurch, daß statt der Strahlungs quelle/Shutter-Anordnung zwei Strahlungsquellen 1a, 1b vorgesehen sind, die durch eine (nicht gezeigte) Vorrichtung zum getrennten Schalten alternativ an- bzw. ausgeschaltet werden können. Des weiteren unterscheidet sich die dritte Ausführungsform dadurch, daß die Komponenten Strahlungsquellen 1a, 1b, Lichtwellenleiter 2a, 2b, Linsen 3, Strahlteiler 5, Photometer 6, Controller 8 und Display 9 in einem Gehäuse 10 untergebracht sind, so daß diese Vorrichtung kompakt als Handgerät ausgeführt ist. Zur einfachen Justierung der Vorrichtung ist an deren der Probe zugewandter Seite ein Auflagering 11 vorgesehen, mit dem die Vorrichtung auf die Probe aufgesetzt werden kann. Dadurch befindet sich die Vorrichtung in einem definierten Winkel zur zu messenden Probe, so daß die Kalibrierung erheblich vereinfacht und damit die Meßzeit stark verkürzt wird.The third embodiment shown in Fig. 3 corresponds essentially to the second be described above, but differs in that instead of the radiation source / shutter arrangement two radiation sources 1 a, 1 b are provided by a (not shown) device can be switched on or off alternatively for separate switching. Furthermore, the third embodiment differs in that the components radiation sources 1 a, 1 b, optical fibers 2 a, 2 b, lenses 3 , beam splitter 5 , photometer 6 , controller 8 and display 9 are housed in a housing 10 , so that these Device is compact as a handheld device. For simple adjustment of the device, a support ring 11 is provided on the side facing the sample, with which the device can be placed on the sample. As a result, the device is at a defined angle to the sample to be measured, so that the calibration is considerably simplified and the measurement time is thus greatly shortened.

Claims

1. Device for measuring the thickness of at least one applied to a substrate, thin layer, a thin film (sample) ( 4 ) and / or its refractive index, comprising at least one radiation source ( 1 ), the sample ( 4 ) with a Irradiated beam, beam guidance means ( 3 , 5 , 7 ), each comprising a fixed beam guidance in order to radiate the radiation from the radiation source onto the sample from two angles and to obtain two reflected light beams by reflection from the sample ( 4 ), means without Beam guiding properties, the beam guide for irradiating the sample from the first angle and the beam guide for irradiating the sample from the second angle with radiation, a detector device ( 6 ) which detects the light reflected by the sample and detects the beam for the time offset Radiation outputs correspondingly separate signals, and an evaluation device ( 9 ) for determining the layer thickness and / or the refractive index from the separated signals.

2. Device according to claim 1, characterized in that the means without a beam leadership properties essentially from a second radiation source as well a device for switching the radiation sources separately.

3. Device according to claim 1, characterized in that the means without a beam leadership properties are designed as a shutter assembly, the lighting only from one angle at a time.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radiation source ( 1 ) is an incoherent radiation source.

5. The device according to claim 4, characterized in that the radiation source ( 1 ) is a white light.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the detector device ( 6 ) is a spectrometer, in particular a sensor array spectral photometer or a scanning spectrometer.

7. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radiation source ( 1 ) is a coherent radiation source and the detector device is a single detector.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the beam guiding means are lenses ( 3 ), beam splitters ( 5 ) and / or reflectors ( 7 ).

9. The device according to claim 8, characterized in that the beam guiding means three beam splitters ( 5 a, 5 b, 5 c), two lenses ( 3 a, 3 b) and a reflector ( 7 ).

10. The device according to claim 8, characterized in that the beam guide means are three lenses ( 3 a, 3 b, 3 c) and two beam splitters ( 5 a, 5 c).

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation is sent to the sample ( 4 ) at angles of 0 ° and 45 °.

12. The device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the radiation is sent to the sample ( 4 ) at an angle of 45 ° and at an angle between 0 and 10 °.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a hand-held measuring device.

14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a placement means ( 11 ) on its side facing the sample ( 4 ).