DE4343490A1

DE4343490A1 - Fast spectroscopic ellipsometer

Info

Publication number: DE4343490A1
Application number: DE19934343490
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Phys Dr Fukarek
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1995-06-22
Also published as: WO1995017662A1; EP0736171A1

Description

Die Erfindung betrifft ein ellipsometrisches Meßverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung.The invention relates to an ellipsometric measuring method according to the preamble of claim 1 and a device its implementation.

Die Ellipsometrie ist eine optische Untersuchungsmethode besonders der Festkörper- und Oberflächenphysik, bei der total polarisiertes Licht einer bestimmten Wellenlänge unter einem relativ großen Einfallswinkel (nahe dem Winkel der Totalreflexion) auf das Probenstück auftrifft. Das reflektierte Licht ist im allgemeinen elliptisch polarisiert. In Abhängigkeit von der Frequenz des einfallenden Lichtes werden der Polarisationszustand des reflektierten Lichtes, charakterisiert durch Richtung und Verhältnis der Hauptachsen, und gegebenenfalls auch der Absolutwert der Amplitude gemessen. In der Oberflächenphysik dient die Ellipsometrie zur Messung der optischen Konstanten und der Dicke von Dünnschichten, z. B. Oxid schichten und Filmen. Darüberhinaus ist eine Analyse von Vielschichtsystemen und von inhomogenen oder anisotropen Schichten möglich. Ellipsometrische Messungen können ebenfalls zur Strukturaufklärung (Rauhigkeit, Dichte, Mikro kristallinität, Zusammensetzung) genutzt werden.Ellipsometry is an optical examination method especially solid state and surface physics, where totally polarized light of a certain wavelength at a relatively large angle of incidence (close to the angle total reflection) hits the sample. The reflected light is generally elliptical polarized. Depending on the frequency of the incident light become the polarization state of the reflected light, characterized by direction and Ratio of the main axes, and possibly also the Absolute value of the amplitude measured. In surface physics Ellipsometry is used to measure the optical Constants and the thickness of thin layers, e.g. B. oxide layers and films. In addition, an analysis of Multi-layer systems and of inhomogeneous or anisotropic Layers possible. Ellipsometric measurements can also for structure elucidation (roughness, density, micro crystallinity, composition) can be used.

Die Entwicklung auf dem Gebiet der Ellipsometrie in den letzten Jahren hat dazu geführt, daß zwei Arten von Ellipsometern unterschieden werden können. Diese sind einerseits Echtzeit-in-situ-Ellipsometer, mit denen in statu nascendi bei einer oder einigen wenigen festen Wellenlängen gemessen wird. Der wichtigste Parameter dieser Gerate ist die Meßgeschwindigkeit. Sie muß größer als die meßbare Änderung der optischen Eigenschaften des Meßobjektes sein, die durch den Prozeß, z. B. das Aufwachsen einer Schicht, an der Schicht oder Oberfläche hervorgerufen wird. The development in the field of ellipsometry in the In recent years, two types of Ellipsometers can be distinguished. These are on the one hand, real-time in-situ ellipsometers, with which in statu nascendi on one or a few fixed Wavelengths is measured. The main parameter of this The device is the measuring speed. It must be larger than that measurable change in the optical properties of the measurement object be through the process, e.g. B. growing up one Layer on which layer or surface is created.

Die zweite Gruppe sind spektroskopische Ellipsometer, mit denen quasi-kontinuierlich in einem bestimmten Wellenlängen bereich gemessen wird.The second group are spectroscopic ellipsometers, with those quasi-continuously in a certain wavelength range is measured.

Bei Ellipsometern für Echtzeit-in-situ-Messungen wird als Lichtquelle sehr oft ein Laser oder eine Kombination von mehreren Lasern verwendet. Vorteilhaft ist der recht ein fache Aufbau dieser Geräte, da keine dispersiven Elemente erforderlich sind. Außerdem ist die hohe Intensität und Qualität des Laserstrahles vorteilhaft. Der wesentliche Nachteil dieser Ellipsometer besteht darin, daß spektros kopische Messungen mit diesen Aufbauten prinzipell nicht möglich sind. Außerdem ist die Meßlichtwellenlänge nicht frei wählbar.For ellipsometers for real-time in-situ measurements, is used as Light source very often is a laser or a combination of used several lasers. The right one is advantageous fold construction of these devices, since no dispersive elements required are. In addition, the high intensity and Quality of the laser beam advantageous. The essential The disadvantage of this ellipsometer is that it is spectroscopic In principle, no copy measurements with these constructions possible are. In addition, the measuring light wavelength is not freely selectable.

Für spektroskopische Ellipsometer ist eine Vielzahl ver schiedener Anordnungen bekannt. Am weitesten verbreitet ist die Verwendung von Gittermonochromatoren oder Gitter/Prismen- Monochromatoren als dispersives Element und einer Xe-Kurz bogenlampe oder einer Halogenlampe als Lichtquelle. Vorteil haft bei diesen Anordnungen ist, daß Monochromatoren verfüg bar sind, die einen sehr großen Spektralbereich abdecken (z. B. 200 . . . 2000 nm), wobei automatisch ein Wechsel der Ordnungsfilter erfolgt. Diese Geräte können ebenfalls für Echtzeit-in-situ-Messungen verwendet werden, wenn der Mono chromator auf eine feste Wellenlänge eingestellt wird. Soll jedoch mit mehreren Wellenlängen gemessen werden, so nimmt die erreichbare Meßgeschwindigkeit durch die zum Verfahren des Gitters (und eventuell eines Filters) erforderliche Zeit stark ab. Hierdurch sind Echtzeit-Messungen bei mehreren Wellenlängen mit einem derartigen Aufbau nicht möglich. Eine bekannte Alternative ist die Auskopplung mehrerer Spektral linien am Ausgang des Monochromators mit Hilfe von Licht leitern. Hierbei ist jedoch für jede Meßlichtwellenlänge ein eigener Detektor erforderlich, und die Lage der Meßlicht wellenlängen ist nicht mehr frei wählbar. Bei der Wahl zwischen spektroskopischer Messung und schneller Messung mit einigen festen Wellenlängen ist bei diesen Aufbauten eine Veränderung des Strahlenganges erforderlich. Bei einer anderen bekannten Anordnung, mit der Echtzeit-Messungen möglich sind, wird als Detektoreinheit ein optischer Viel kanalanalysator (OMA = Optical Multichannel Analyzer) ver wendet. Die typische Meßzeit dieser Geräte für ein ellipso metrisches Spektrum liegt bei 1 s. Bei diesen Geräten wird stets im gesamten Spektralbereich des OMA gemessen. Eine Vergrößerung der Meßgeschwindigkeit durch Verringerung der Zahl der Meßlichtwellenlängen ist hierbei nicht möglich. Die Korrektur der spektralen Empfindlichkeit des OMA, der spektralen Intensitätsverteilung der Lichtquelle sowie der spektralen Abhängigkeit der Absorption der optischen Kom ponenten des Ellipsometers ist bei diesen Anordnungen nur durch korrigierende Filter realisierbar, da bei allen Wellenlängen gleichzeitig gemessen wird.There is a large number of spectroscopic ellipsometers various arrangements known. Most widespread the use of grating monochromators or grating / prism Monochromators as a dispersive element and a Xe-Kurz arc lamp or a halogen lamp as a light source. Advantage is in these arrangements that monochromators dispose bar that cover a very large spectral range (e.g. 200... 2000 nm), whereby a change of the Order filter is done. These devices can also be used for Real-time in-situ measurements are used when the mono chromator is set to a fixed wavelength. Should however measured with multiple wavelengths, so takes the achievable measuring speed by the method of the grid (and possibly a filter) required time strongly. As a result, real-time measurements are made on several Wavelengths with such a structure are not possible. A known alternative is the coupling of several spectral lines at the output of the monochromator using light conductors. Here, however, there is a for each measuring light wavelength Own detector required, and the location of the measuring light wavelengths can no longer be freely selected. When choosing between spectroscopic measurement and fast measurement with some fixed wavelengths is one with these constructions Change in the beam path required. At a other known arrangement, with the real-time measurements are possible, the detector unit becomes an optical lot channel analyzer (OMA = Optical Multichannel Analyzer) ver turns. The typical measurement time of these devices for an ellipso metric spectrum is 1 s. With these devices always measured in the entire spectral range of the OMA. A Increase the measuring speed by reducing the The number of measuring light wavelengths is not possible here. The Correction of the spectral sensitivity of the OMA, the spectral intensity distribution of the light source as well as the spectral dependence of the absorption of the optical com Components of the ellipsometer is only with these arrangements can be implemented with corrective filters, as with all Wavelengths is measured simultaneously.

Bei allen Aufbauten, die einen Monochromator oder einen OMA verwenden, ist eine Fokussierung des parallelen Meßlicht strahles auf den Eingangsspalt erforderlich. In Abhängigkeit von der Ausdehnung der Lichtquelle, der Qualität der ver wendeten Optiken und der maximal zulässigen Spaltöffnung bei der gewünschten spektralen Auflösung können hierdurch Intensitätsverluste beim Meßlicht auftreten.For all structures that use a monochromator or an OMA use is a focusing of the parallel measuring light beam on the entrance slit required. Dependent on on the extent of the light source, the quality of the ver optics and the maximum permissible gap opening the desired spectral resolution can thereby Loss of intensity occurs in the measuring light.

Es ist demgemäß Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ellipsometrisches Meßverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit dem die Einsatz möglichkeiten der ellipsometrischen Meßtechnik erweitert werden können. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Meßgeschwindigkeit der ellipsometrischen Meßtechnik bei der Messung mit mehreren Wellenlängen zu steigern.It is accordingly an object of the present invention ellipsometric measuring method and a device for Implementation of the procedure to specify the use possibilities of ellipsometric measuring technology expanded can be. In particular, it is the task of the present Invention, the measuring speed of the ellipsometric Measurement technology when measuring with multiple wavelengths too increase.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved. Advantageous configurations are in the Subclaims specified.

Die vorliegende Erfindung besteht in einem ellipsometrischen Meßverfahren, mit dem in situ sowohl zeitaufgelöst bei einer beliebigen Zahl von frei wählbaren Meßlichtwellen längen, als auch nicht-zeitaufgelöst quasi-kontinuierlich spektroskopisch gemessen werden kann, ohne daß ein Umbau am Gerät erforderlich wird. Die Erfindung hat den Vorteil, daß Anzahl und Lage der Meßlichtwellenlängen frei wählbar sind. Darüberhinaus wird die für die Einstellung der Meßlicht wellenlänge erforderliche Zeit gegenüber den im Stand der Technik bekannten Verfahren erheblich verkürzt und ist unabhängig von der jeweils zuvor eingestellten Meßlicht wellenlänge. Eine Fokussierung auf einen Eintrittsspalt ist nicht erforderlich.The present invention is an ellipsometric Measuring method with which both time-resolved in situ any number of freely selectable measuring light waves lengths, as well as non-time-resolved quasi-continuously can be measured spectroscopically without a modification on Device is required. The invention has the advantage that The number and position of the measuring light wavelengths can be freely selected. In addition, the for the setting of the measuring light wavelength required time compared to that in the prior art Technique known procedures shortened and is regardless of the previously set measuring light wavelength. There is a focus on an entrance slit not mandatory.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.In the following the invention with reference to the Figures explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht des erfindungsgemäßen ellipsometrischen Meßaufbaus; Figure 1 is a schematic overall view of the ellipsometric measurement setup according to the invention.

Fig. 2 eine schematische Gesamtansicht einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen ellipso metrischen Meßaufbaus; und Figure 2 is a schematic overall view of an alternative embodiment of the ellipsometric measurement setup according to the invention. and

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise eines akustooptischen Filters. Fig. 3 is a schematic representation of the operation of an acousto-optical filter.

Der in Fig. 1 gezeigte Meßaufbau enthält eine spektral breitbandige Strahlungsquelle 1, wie z. B. eine Xenon-Lampe, mit einer spektralen Charakteristik, die vorzugsweise den gesamten sichtbaren und Teile des infraroten Spektral bereiches überdeckt. Das breitbandige Strahlungsbündel wird in einen Lichtwellenleiter 2 eingekoppelt, der mit einem Objektiv 3 verbunden ist. Das Objektiv 3 dient dazu, das aus dem Lichtwellenleiter 2 austretende divergente Strahlungs bündel zu parallelisieren oder auf die Probe zu fokussieren. Als Objektiv 3 kann z. B. ein Zoom-Objektiv verwendet werden. In dem akustooptischen Filter 4 wird aus der breit bandigen Eingangsstrahlung ein spektral schmalbandiges, linear polarisiertes Strahlungsbündel abgebeugt. Dieses wird mit einem Polarisator 5 nachpolarisiert, worauf es auf die ebene Oberfläche einer zu untersuchenden Probe 6 auftrifft. Das reflektierte Strahlungsbündel ist im allgemeinen elliptisch polarisiert und trifft auf einen Analysator 7, dessen Polarisationsrichtung veränderbar ist. Die Strahlungsintensität des reflektierten Strahlungsbündels wird hinter dem Analysator 7 durch einen Strahlungsdetektor 8 gemessen. Das Ausgangssignal des Strahlungsdetektors 8 wird einem Strom-Spannungswandler/Verstärker 9 oder einem Analog/Digital-Wandler zugeführt. Dessen Ausgangssignal wird in einen Eingang eines Personal-Computer (PC) 10 eingespeist und dort mit geeigneten Rechnerprogrammen weiterverarbeitet. Bei der dargestellten Ausführungsform eines Ellipsometers wird die Polarisationsrichtung des Analysators 7 variiert und die Abhängigkeit der Strahlungsintensität von der Winkelstellung des Analysators 7 gemessen.The measuring setup shown in Fig. 1 contains a spectrally broadband radiation source 1 , such as. B. a xenon lamp, with a spectral characteristic that preferably covers the entire visible and parts of the infrared spectral range. The broadband radiation beam is coupled into an optical waveguide 2 , which is connected to an objective 3 . The lens 3 serves to parallelize the emerging from the optical fiber 2 divergent radiation bundle or to focus on the sample. As a lens 3 z. B. a zoom lens can be used. In the acousto-optical filter 4 , a spectrally narrow-band, linearly polarized radiation beam is diffracted from the broad-band input radiation. This is post-polarized with a polarizer 5 , whereupon it strikes the flat surface of a sample 6 to be examined. The reflected radiation beam is generally elliptically polarized and strikes an analyzer 7 whose direction of polarization can be changed. The radiation intensity of the reflected radiation beam is measured behind the analyzer 7 by a radiation detector 8 . The output signal of the radiation detector 8 is fed to a current-voltage converter / amplifier 9 or an analog / digital converter. Its output signal is fed into an input of a personal computer (PC) 10 and further processed there with suitable computer programs. In the embodiment of an ellipsometer shown, the polarization direction of the analyzer 7 is varied and the dependence of the radiation intensity on the angular position of the analyzer 7 is measured.

In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Ellipsometers dargestellt.In FIG. 2, an alternative embodiment is illustrated of a contemporary ellipsometer OF INVENTION dung.

Bei dieser Ausführungsform ist in Abwandlung des Meßaufbaus nach Fig. 1 das akustooptisch abstimmbare Filter 4 im Strahlengang hinter der Probe 6 angeordnet. In dieser Konfiguration wird also die Probe 6 mit einer spektral breitbandigen Strahlung bestrahlt, wobei die Wellenlängen selektion erst bei dem an der Probe reflektierten Strah lungsbündel vorgenommen wird. Das akustooptisch abstimmbare Filter 4 ist, wie hier dargestellt, zwischen dem Analysator 7 und dem Strahlungsdetektor 8 angeordnet.In this embodiment, the acousto-optically tunable filter 4 is arranged in the beam path behind the sample 6 in a modification of the measurement setup according to FIG. 1. In this configuration, the sample 6 is thus irradiated with spectrally broadband radiation, the wavelength selection only being carried out with the radiation beam reflected on the sample. The acousto-optically tunable filter 4 is, as shown here, arranged between the analyzer 7 and the radiation detector 8 .

Für beide Ausführungsformen von Ellipsometern ist die Erfindung gleichermaßen anwendbar. This is the case for both embodiments of ellipsometers Invention equally applicable.

In einer weiteren gängigen Ausführungsform eines Ellipso meters wird anstelle eines rotierenden Polarisators oder Analysators ein phasenmodulierendes Element, z. B. ein elektrooptischer Retarder eingesetzt.In another common embodiment of an ellipso meters instead of a rotating polarizer or Analyzer a phase modulating element, e.g. B. a electro-optical retarder used.

In Fig. 3 ist ein nicht-kollineares akustooptisches Filter 4 schematisch dargestellt.A non-collinear acousto-optical filter 4 is shown schematically in FIG .

Ein derartiges Filter ist an sich im Stand der Technik bekannt und z. B. in der Firmenschrift "AOTF SPECTROSCOPY" der Firma BRIMROSE, 5020 Campbell Blvd., Baltimore, MD 21236 beschrieben.Such a filter is per se in the prior art known and z. B. in the company font "AOTF SPECTROSCOPY" from BRIMROSE, 5020 Campbell Blvd., Baltimore, MD 21236 described.

Das Filter besteht im wesentlichen aus einem TeO₂-Kristall 43 mit zwei planparallel geschliffenen Endflächen. Auf einer Seite ist ein Ultraschallwandler 42 aufgebracht. Der Ultra schallwandler ist z. B. ein piezoelektrischer Wandler, der ein elektrisches Signal von einem Hochfrequenz-Generator 41 in Ultraschallwellen umwandelt. Derart erzeugte Ultraschall wellen 44 breiten sich in dem akustooptischen Medium aus und werden in einem an der gegenüberliegenden Kristallfläche angebrachten akustischen Absorber 45 absorbiert. Das spektral breitbandige Strahlungsbündel 46 fällt mit einem kleinen Neigungswinkel gegen die Ultraschallwellenfront in den Kristall ein. Infolge der Wechselwirkung des Lichtes mit den Ultraschallwellen werden zwei abgebeugte, linear polarisierte und monochromatische Strahlungsbündel 48 und 49 erzeugt. Das nicht abgebeugte Strahlungsbündel 47 (nullte Ordnung) und das abgebeugte Strahlungsbündel 49 werden mittels einer Blendenvorrichtung 50 ausgeblendet. Das mono chromatische Strahlungsbündel 48 wird für die Messung verwendet.The filter consists essentially of a TeO₂ crystal 43 with two plane-parallel ground end faces. An ultrasonic transducer 42 is applied on one side. The ultra sound converter is e.g. B. a piezoelectric transducer that converts an electrical signal from a high-frequency generator 41 into ultrasonic waves. Ultrasound waves 44 generated in this way spread in the acousto-optical medium and are absorbed in an acoustic absorber 45 attached to the opposite crystal surface. The spectrally broadband radiation beam 46 falls into the crystal with a small angle of inclination against the ultrasonic wave front. As a result of the interaction of the light with the ultrasound waves, two diffracted, linearly polarized and monochromatic radiation beams 48 and 49 are generated. The non-diffracted radiation beam 47 (zero order) and the diffracted radiation beam 49 are masked out by means of a diaphragm device 50 . The mono-chromatic radiation beam 48 is used for the measurement.

Durch Variation der Ultraschallfrequenz, d. h. der Frequenz des dem Ultraschallwandler 42 zugeführten elektrischen Signals kann die Wellenlänge der abgebeugten Strahlungs bündel 48 und 49 abgestimmt werden. Eine Winkelabhängigkeit des abgebeugten Strahlungsbündels von der Wellenlänge kann durch Einsatz eines hinter das Filter positionierten Prismas korrigiert werden.By varying the ultrasound frequency, ie the frequency of the electrical signal supplied to the ultrasound transducer 42 , the wavelength of the diffracted radiation beams 48 and 49 can be tuned. An angle dependency of the diffracted radiation beam on the wavelength can be corrected by using a prism positioned behind the filter.

Eine detaillierte Beschreibung der physikalischen Grundlagen derartiger akustooptischer Filter findet sich beispiels weise in der DE-OS 24 31 976.A detailed description of the physical basics Such acousto-optical filter can be found, for example as in DE-OS 24 31 976.

Die Verwendung eines nicht-kollinearen Filters stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Es kann jedoch ebenso ein Filter vom Kollineartyp verwendet werden.The use of a non-collinear filter is one preferred embodiment of the present invention. However, a collinear type filter can also be used become.

Für einen Meßvorgang werden Anzahl und Lage der Meßwellen längen vorher bestimmt. Jede dieser Meßwellenlängen ent spricht einer bestimmten an dem Hochfrequenz-Generator 41 einzustellenden elektrischen Signalfrequenz. Diese kann natürlich zum einen durch manuelle Betätigung des Hoch frequenz-Generators 41 geschehen. Es kann aber auch ein Personal-Computer PC 10 durch eine Signalleitung 11 mit dem Hochfrequenz-Generator 41 verbunden werden. Auf diese Weise kann die Wellenlängenselektion durch den PC gesteuert werden. Dies kann dadurch erfolgen, daß die jeweils nächste auszuwählende Meßwellenlänge manuell an der Tastatur des PC eingegeben wird, worauf der PC über die Signalleitung 11 ein Signal an den Hochfrequenz-Generator zur Einstellung der erforderlichen elektrischen Hochfrequenz sendet. Auf dem PC 10 kann aber auch ein automatisches Meßprogramm ablaufen, in welchem die zu verwendenden Meßwellenlängen enthalten sind. In diesem Fall wird nach Ablauf des für eine Meßwellenlänge erfolgten Meßvorgangs automatisch durch das Programm die nächstfolgende Meßwellenlänge aufgerufen und ein entsprechendes Signal über die Signalleitung 11 an den Hochfrequenz-Generator 41 gesendet. Der Ablauf des Meßvorgangs für eine Meßwellenlänge kann dem Meßprogramm z. B. durch den Strom-Spannungs-Wandler/Verstärker 9 in geeigneter Weise angezeigt werden. Die Einstellung der Meß wellenlänge kann somit sehr schnell und auf rein elektro nischem Weg ohne mechanisch bewegte Teile und ohne Verände rung der Geometrie des Meßlichtstrahls erfolgen.For a measuring process, the number and position of the measuring wave lengths are determined beforehand. Each of these measurement wavelengths speaks to a certain electrical signal frequency to be set on the high-frequency generator 41 . This can of course be done on the one hand by manual operation of the high frequency generator 41 . However, a personal computer PC 10 can also be connected to the high-frequency generator 41 by a signal line 11 . In this way, the wavelength selection can be controlled by the PC. This can be done by manually entering the next measuring wavelength to be selected on the keyboard of the PC, whereupon the PC sends a signal to the high-frequency generator via the signal line 11 for setting the required high-frequency electrical. However, an automatic measuring program can also run on the PC 10 , which contains the measuring wavelengths to be used. In this case, the program automatically calls the next measuring wavelength after the measuring process for one measuring wavelength has elapsed and sends a corresponding signal to the high-frequency generator 41 via the signal line 11 . The course of the measuring process for a measuring wavelength can z. B. be displayed by the current-voltage converter / amplifier 9 in a suitable manner. The setting of the measuring wavelength can thus be carried out very quickly and in a purely electronic way without mechanically moving parts and without changing the geometry of the measuring light beam.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß eine Fokussierung auf einen Eintrittsspalt, wie z. B. bei Verwendung eines Gittermonochromators, nicht erforderlich ist. Vielmehr wird im vorliegenden Fall das akustooptisch abstimmbare Filter vom Meßlichtstrahl mit seinem Strahlquerschnitt durchlaufen.Another advantage of the method according to the invention lies in that focusing on an entrance slit, such as e.g. B. when using a grating monochromator, not is required. Rather, in the present case, it will acousto-optically tunable filters with measuring light beam pass through its beam cross-section.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die auf den Strahlungsdetektor 8 auf treffende Lichtintensität elektronisch gesteuert werden kann. Dadurch kann die spektrale Intensitätsverteilung der Lichtquelle, die spektrale Abhängigkeit der Absorption der optischen Komponenten des Ellipsometers sowie die spektrale Empfindlichkeit des Detektors so kompensiert werden, daß das am Detektor gemessene Signal keine signifikante spektrale Abhängigkeit aufweist, wodurch bei jeder Meßlichtwellenlänge der maximale Dynamikbereich des Analog/Digital-Wandlers aus genutzt werden kann. Die Steuerung der Lichtintensität kann z. B. durch Variation des Strahlungsquerschnitts des spektral breitbandigen Strahlungsbündels im akustooptischen Filter oder durch Variation der Signalamplitude des im Hoch frequenz-Generator 41 erzeugten Spannungssignals erfolgen. In diesem Fall wird auf der Signalleitung 11 neben der für die Wellenlängenselektion erforderlichen Information eine Information über die erforderliche Signalamplitude über mittelt.Another advantage of the method according to the invention is that the light intensity striking the radiation detector 8 can be electronically controlled. As a result, the spectral intensity distribution of the light source, the spectral dependence of the absorption of the optical components of the ellipsometer and the spectral sensitivity of the detector can be compensated so that the signal measured at the detector has no significant spectral dependency, so that the maximum dynamic range of the analog / Digital converter can be used. The control of the light intensity can e.g. B. by varying the radiation cross section of the spectrally broadband radiation beam in the acousto-optical filter or by varying the signal amplitude of the voltage signal generated in the high frequency generator 41 . In this case, information about the required signal amplitude is transmitted on the signal line 11 in addition to the information required for the wavelength selection.

Claims

1. Ellipsometric measuring method, characterized by the use of an acousto-optically tunable filter ( 4 ) for tuning the measuring wavelength.

2. The method according to claim 1, characterized in that a spectrally broadband radiation beam ( 46 ) on the acousto-optically tunable filter ( 4 ) is directed that a spectrally narrow-band radiation beam ( 48 ) deflected in the acousto-optical filter ( 4 ) to the surface of one examining sample ( 6 ) is directed, and that the wavelength of the spectrally narrow-band radiation beam ( 48 ) is tuned with the acousto-optical filter.

3. The method according to claim 1, characterized in that a spectrally broadband beam of radiation (46) is directed to a to be tested sample (6), and that the light reflected from the sample (6) beam of radiation directed onto the acousto optical tunable filter (4) and that the wavelength of a spectrally narrow-band radiation beam ( 48 ) diffracted in the acousto-optical filter ( 4 ) is tuned.

4. The method according to claim 1, characterized in that the acousto-optical filter ( 4 ) a high-frequency voltage signal from a high-frequency generator ( 41 ) is supplied and that the tuning of the acousto-optical filter ( 4 ) takes place such that the frequency of the voltage signal varies and that the high-frequency generator ( 41 ) is connected via a signal line ( 11 ) to an output of a personal computer (PC) ( 10 ).

5. The method according to claim 4, characterized in that a number and sequence of measuring wavelengths is determined and that the measuring method is controlled by a measuring program in such a way by the PC ( 10 ) that the acousto-optical filter () after each measuring process completed for a measuring wavelength ( 4 ) tunes to the next following measuring wavelength in the predetermined sequence of measuring wavelengths.

6. The method according to claim 5, characterized in that the PC ( 10 ) sends a signal to the high-frequency generator ( 41 ) for changing the frequency of the voltage signal.

7. The method according to claim 1, characterized in that the spectrally broadband radiation beam ( 46 ) is generated in a radiation source ( 1 ), that the radiation beam ( 46 ) is guided in an optical waveguide ( 2 ) and that the radiation beam ( 46 ) in one parallelized with the optical waveguide ( 2 ) lens ( 3 ) or focused on the sample ( 6 ).

8. The method according to claim 4, characterized in that the radiation intensity of the spectrally broadband radiation beam ( 48 ) by varying the amplitude of the high-frequency generator ( 41 ) supplied voltage signal or by varying the radiation cross section is varied by means of a variable aperture.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the spectrally narrow-band radiation beam ( 48 ) is directed at the output of the ellipsometer to a radiation detector ( 8 ) that the output signal of the radiation detector ( 8 ) a current-voltage converter / amplifier ( 9 ) is supplied, and that the output signal of the current-voltage converter / amplifier ( 9 ) is fed to an input of the PC ( 10 ).

10. Device for performing the method according to one of the preceding claims, characterized by a radiation source ( 1 ) which generates a spectrally broadband radiation beam ( 46 ), a sample to be examined ( 6 ) and an acousto-optically tunable filter ( 4 ) arranged in the beam path.

11. The device according to claim 10, characterized in that the acousto-optical filter ( 4 ) is connected to a high-frequency generator ( 41 ).

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the high-frequency generator ( 41 ) for automatic or manual control of the measurement process is connected to an output of a PC ( 10 ).

13. The apparatus according to claim 10, characterized in that the acousto-optical fitler ( 4 ) is a non-collinear filter.

14. The apparatus according to claim 10, characterized in that the acousto-optical filter ( 4 ) is a collinear filter.

15. The apparatus according to claim 10, characterized in that the outlet opening of the radiation source ( 1 ) is connected to an optical waveguide ( 2 ), and that the light waveguide ( 2 ) is connected at its outlet end to a zoom lens ( 3 ).