CS215816B1 - Zapojení pro korekci naměřených hodnot elipsometrického měření - Google Patents
Zapojení pro korekci naměřených hodnot elipsometrického měření Download PDFInfo
- Publication number
- CS215816B1 CS215816B1 CS183880A CS183880A CS215816B1 CS 215816 B1 CS215816 B1 CS 215816B1 CS 183880 A CS183880 A CS 183880A CS 183880 A CS183880 A CS 183880A CS 215816 B1 CS215816 B1 CS 215816B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- input
- output
- measured values
- motor
- block
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 23
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 18
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 13
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Vynález se týká zapojení pro korekci naměřených hodnot elipsometrického měření, získané na zařízení s rotujícím analyzátorem, pomocí změřených hodnot skutečné úhlové rychlosti motoru. Vynález se dále týká zařízení pro měření skutečné úhlové rychlosti a obvodu pro určení korekce k naměřeným ellpsometrickým hodnotám.
Doposud známá řešení používají přesnou stabilizaci otáček motoru. Kolísání otáček motoru je malé, ale vzhledem k požadované přesností měření úhlového posuvu optické frekvence, která je dvojnásobkem kmitočtu otáčení motoru, lze říci, že při kolísání otáček 0,1 % a v nejlepším případě 0,01 % je přesnost hodnot elipsometrického měření maximálně 2,5 úhlové minuty.
Při zpracování údajů z elipsometrického měření mají hlavní vliv na přesnost naměřených úda-, jů chyby způsobené optickou cestou a chyby v elektronické části. Použití stabilizace otáček motoru pro pohyb rotačního analyzátoru řeší uvedený problém, ovšem za cenu požadavku vysoké přesnosti a stability pohonu.
Při regulaci úhlové rychlosti's vysokou přesností je potřeba motoru, čidla i regulační soustavy se špičkovými parametry. Pro vysokou přesnost měření skutečné úhlové rychlosti motoru je vhodné inkrementální čidlo, protože výsledná kvalita korekce naměřených hodnot elipsometrického měření závisí v první řadě na kvalitě čidla. Pro přesné odečítání úhlové rychlosti je pak nutný dostatečně přesný časový normál a stabilita cesty zpracovávající velikost skutečné úhlové rychlosti motoru.
Nevýhody řešení stabilizace otáček motoru s vysokou přesností odstraňuje zapojení pro korekcí naměřených hodnot elipsometrického měření u elipsometru s rotujícím analyzátorem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zdroj záření je elektromagnetickou vazbou spojen přes vzorek s rotujícím analyzátorem, který je současně spojen s motorem. Motor je dále spojen s inkrementálním čidlem, jehož první výstup je připojen na blok vyhodnocení odchylky a druhý výstup pak na druhý vstup vzorkovacího obvodu a druhý vstup bloku korekce, kde blok vyhodnocení odchylky je připojen na první vstup bloku korekce, jehož výstup je připojen na druhý vstup sumátoru. První vstup rotujícího analyzátoru je spojen se vzorkovacím obvodem přes sériově zapojené bloky snímače a dolnofrekvenční filtr. Výstup vzorkovacího obvodu je spojen s analogově digitálním převodníkem, jehož výstup je připojen na první vstup sumátoru. Výstup sumátoru je spojen s blokem naměřených hodnot. .
Pomocí naměřených hodnot skutečné úhlové rychlosti motoru se provede transformace skutečně naměřených hodnot na hodnoty nové, tj. přesnější. Měřený průběh vstupního signálu ze snímače je po průchodu dolní propustí, která odstraní ze signálu šum, vzorkován v bodech odpovídajících jednotlivým bodům inkrementálního čidla, nezávisle na skutečné úhlové rychlosti motoru, a kvantován v analogově-digltálním převodníku tak, aby mohl být dále zpracováván číslicově. Smyčka vyhodnocení úhlové rychlosti motoru dodává potřebnou velikost korekční odchylky, která po vynásobení konstantou definuje korekcí naměřených hodnot elipsometrického měření po následujícím sečtení změřené a korekční hodnoty je vypočtena přesná hodnota velikosti signálu v daném bodě.
Tím je zaručeno, že přesnost zpracování údajů elipsometrického měření bude i při značném, dlouhodobém kolísání úhlové rychlosti dána jenom chybou, s jakou měříme skutečnou úhlovou rychlost motoru.
Výhodou tohoto zapojení pro korekcí naměřených hodnot elipsometrického měření je to, že není nutná vysoce přesná a stabilní regulace otáčení motoru a přitom je přesnost měření, když neuvažujeme optickou cestu, dána chybou, s jakou měříme skutečnou úhlovou rychlost motoru.
Na výkresu je znázorněno blokové schéma zapojení pro korekcí naměřených hodnot elipsometrického měření podle vynálezu.
Zdroj záření 1 je elektromagnetickou vazbou spojen přes vzorek 13 s rotujícím analyzátorem 2, který je současně spojen s motorem 7. Motor 7 je dále spojen s inkrementálním čidlem 8, jehož první výstup je připojen na blok vyhodnocení odchylky 9 a druhý výstup pak na druhý vstup vzorkovacího obvodu 5 a druhý vstup bloku korekce 10, kde blok vyhodnocení odchylky 9 je připojen na první vstup bloku korekce 10, jehož výstup je připojen na druhý vstup sumátoru 11. První vstup rotujícího analyzátoru 2 je spojen se vzorkovacím obvodem 5 přes sériově zapojené bloky snímače 3 a dolnofrekvenční filtr 4. Výstup vzorkovacího obvodu 5 je spojen s analogově digitálním převodníkem 8, jehož výstup je připojen na první vstup sumátoru 11, přičemž výstup sumátoru 11 je spojen s blokem naměřených hodnot 12.
Zdroj záření 1 vysílá elektromagnetické záření, které po odrazu od vzorku 13 prochází přes rotující analyzátor 2, jehož pohyb je určen motorem 7 na snímač 3, který provede přeměnů na elektrický signál a po zpracování v dolnofrekyenčním filtru 4 přichází do vzorkovacího obvodu 5, kde se provádí zapamatování okamžité hodnoty až. do příchodu dalšího vzorkovacího pulsu. Za vzorkovacím obvodem je zařazen analogově digitální převodník 6, který zajistí převod naměřených hodnot do číslicové formy. Skutečná úhlová rychlost motoru 7 se snímá Inkrementálním čidlem 8, které ovládá vzorkovací obvod 5 a blok korekce 10. Blok korekce 10 dostává údaj o pořadí vzorků z inkrementálního čidla 8 a současně hodnoty velikosti odchylky od doby referenční otáčky z bloku vyhodnocení odchylky 9. Po výpočtu korekce podle vztahu (1) v bloku korekce 10 se v sumátoru 11 provede sečtení s číslicovým údajem z analogově digitálního převodníku 6 a na vstupu bloku naměřených hodnot 12 jsou už správné výsledky.
Výše popsaným řešením lze zvýšit dosažitelnou přesnost měření až o dva řády, takže výsledná přesnost měření pak závisí jen na kvalitě optické Informační cesty, tedý na parametrech zdroje záření, kvalitě polarizátoru, analyzátoru, mechanických parametrech optické cesty a nakonec na kvalitě snímače. Dále jsou uvedeny vztahy platné pro výpočet korekce.
A . sin Ω t,· = A . sin ω t,· — A . cos ω t, .
kde τ = časová konstanta dolnofrekvenčního filtru
T = doba referenční otáčky dT = odchylka od doby referenční otáčky
A = amplituda zpracovávaného signálu ti=w ai = °-250 označení vzorkovacích bodů A . sin Ω ti — opravená hodnota, kde ω = Ω =
2π = Τ
A . sin ω t, — změřená hodnota 2πτΑ ——-. cos ω tj . dT — korekce
Při eltpsometrickém měření se měří fázový úhel vzhledem k referenčnímu bodu. Pokud dojde při měření ke kolísání kmitočtu, pak se tato chyba způsobená vlivem fázového posuvu v dolní propusti přičítá k naměřeným hodnotám. Velikost chyby je dána vztahem:
(2)
Pokud chceme naměřený průběh posunout o tuto velikost dg?, použijeme vztahu: sin (cot + g?) = sin ω tcos φ + coscotsinp (3) Za předpokladu sin φ = φ a cosgj = 1 (4) doistaneme po úpravách vztah (1).
Například: Při použití motoru bez regulace se setrvačníkem, který zajistí maximální kolísání úhlové rychlosti motoru menší než 1 % během měření, lze pak dosáhnout všech podmínek pro platnost (1), a tím i možnost korekce naměřených hodnot elipsometrického měření. Volíme t, A.
dT
Tedy: τ = 0,5 ms A = 10 V — - = 1θ-2 φ = 1° = 0,0175 rad ,2πτΑ dT 2π . 0,5 ΙΟ-3. 10 - φ ' Τ “ δχΓΐ 75 = 17,9 ms, tj. 56 otáček za vteřinu.
A po dosažení výsledku předchozího vztahu T > 17,9 ms dostaneme n < 3600 otáček za minutu.
Za výše uvedených předpokladů jsme došli k závěru, že pro hodnotu menší než 3600 ot/min
Ize použít zapojení pro korekci naměřených hodnot elipsometrického měření podle vynálezu.
Popsané zapojení pro korekci naměřených hodnot elipsometrického měření je vhodné pro ellpsometry s rotujícím analyzátorem, které mají dosáhnout vysoké přesnosti, ale nemají vysoce stabilní rychlost motorů. Způsob určení korekce a zařízení pro zpracování korekce pro dosažení vyšší přesnosti měření lze s výhodou použít u všech měření, kde se provádí zpracování periodických signálů.
Claims (1)
- PŘEDMĚTZapojení pro korekci naměřených hodnot eíipsometrického měření, vyznačené tím, že zdroj záření (1) je elektromagnetickou vazbou spojen přes vzorek (13) s rotujícím analyzátorem (2), který je současně spojen s motorem (7), přičemž motor (7) je dále spojen s inkrementálním čidlem (8), jehož první výstup je připojen na blok vyhodnocení odchylky (9) a druhý výstup pak na druhý vstup vzorkovacího obvodu (5) a druhý vstup bloku korekce (10), kde blok vyhodnocení dT (9) je připojen na první vstup bloku koVYNÁLEZU rekce {10 j, jehož výstup je připojen na druhý vstup sumátoru (11), přičemž první vstup rotujícího analyzátoru (2) je spojen se vzorkovacím obvodem (5) přes sériově zapojené bloky snímače (3) a dolnofrekvenční filtr (4j, a kde výstup vzorkovacího obvodu (5) je spojen s analogově digitálním převodníkem (6), jehož výstup je připojen na první vstup sumátoru (11), přičemž výstup sumátoru (11) je spojen s blokem naměřených hodnot (12).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS183880A CS215816B1 (cs) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Zapojení pro korekci naměřených hodnot elipsometrického měření |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS183880A CS215816B1 (cs) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Zapojení pro korekci naměřených hodnot elipsometrického měření |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS215816B1 true CS215816B1 (cs) | 1982-09-15 |
Family
ID=5353746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS183880A CS215816B1 (cs) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Zapojení pro korekci naměřených hodnot elipsometrického měření |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS215816B1 (cs) |
-
1980
- 1980-03-17 CS CS183880A patent/CS215816B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5150314A (en) | Metrological apparatus and calibration method therefor | |
| Cahan et al. | A high speed precision automatic ellipsometer | |
| US4196475A (en) | Method of and apparatus for automatic measurement of impedance or other parameters with microprocessor calculation techniques | |
| CA1172761A (en) | Method and apparatus for determining rotational speed | |
| CN110940371A (zh) | 一种旋转磁电编码器的校准方法、装置及设备 | |
| US4342089A (en) | Method of and apparatus for automatic measurement of circuit parameters with microprocessor calculation techniques | |
| CN106895904A (zh) | 一种高精度的外差式激光振动校准灵敏度相位测量方法 | |
| Toth et al. | Power and energy reference system, applying dual-channel sampling | |
| CS215816B1 (cs) | Zapojení pro korekci naměřených hodnot elipsometrického měření | |
| CA1048806A (en) | Rotating-compensator ellipsometer | |
| CN112648939B (zh) | 一种光栅动态测量中时效误差补偿效果的测试方法 | |
| USH104H (en) | Digital resolver compensation technique | |
| US6469492B1 (en) | Precision RMS measurement | |
| JPH0454198B2 (cs) | ||
| US4654585A (en) | Phase detection method | |
| JPH02272310A (ja) | 回転角度測定装置 | |
| JPH0259632A (ja) | トルク測定装置 | |
| SU920410A1 (ru) | Способ и устройство дл измерени крут щего момента | |
| SU1126894A1 (ru) | Способ измерени фазовой погрешности преобразовани частоты смесителей | |
| RU2210744C1 (ru) | Способ измерения механических величин | |
| SU1362980A1 (ru) | Способ статической градуировки фазоимпульсного преобразовател крут щего момента | |
| SU953470A1 (ru) | Устройство дл измерени температуры | |
| SU1057875A1 (ru) | Способ измерени малых интервалов времени | |
| SU805418A1 (ru) | Устройство дл контрол апертурногоВРЕМЕНи блОКОВ АНАлОгОВОй пАМ Ти | |
| SU112426A1 (ru) | Способ стробоскопического измерени скорости вращени |