NL194893C - Sailor ellipsometer. - Google Patents
Sailor ellipsometer. Download PDFInfo
- Publication number
- NL194893C NL194893C NL9202303A NL9202303A NL194893C NL 194893 C NL194893 C NL 194893C NL 9202303 A NL9202303 A NL 9202303A NL 9202303 A NL9202303 A NL 9202303A NL 194893 C NL194893 C NL 194893C
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- beam splitter
- polarizing
- ellipsometer
- measuring
- sample
- Prior art date
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 45
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001615 p wave Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
- G01N21/211—Ellipsometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/04—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by beating two waves of a same source but of different frequency and measuring the phase shift of the lower frequency obtained
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
1 1948931 194893
Zeeman-ellipsometerSailor ellipsometer
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een ellipsometer omvattend een Zeeman-laser voor het genereren van twee in frequentieverschoven bundels, welke bundels beide lineair, loodrecht op elkaar 5 gepolariseerd zijn, een niet-polariserende bundelsplitser, voor het laten interfereren van een door een monster gemodificeerde meetbundel en een referentiebundel, waarbij polarisatiemiddelen zijn voorzien om de polarisatierichtingen van de meetbundel en/of de referentiebundel aan te passen om de gewenste interferentie tussen de gemodificeerde meetbundel en de referentiebundel te bewerkstelligen.The present invention relates to an ellipsometer comprising a Zeeman laser for generating two frequency-shifted beams, which beams are both linearly polarized perpendicular to each other, a non-polarizing beam splitter, to cause a sample-modified one to interfere measuring beam and a reference beam, wherein polarization means are provided to adjust the polarization directions of the measuring beam and / or the reference beam to effect the desired interference between the modified measuring beam and the reference beam.
Een dergelijke ellipsometer is bekend uit de Europese octrooipublicatie EP-A-200.978. Bij de bekende 10 ellipsometer wordt een door de Zeeman-laser afgegeven bundel tweemaal gesplitst. De eerste splitsing vindt plaats bij een niet-polariserende splitser om een eerste referentiebundel af te splitsen van een in de richting van het meetoppervlak te leiden bundel. Deze laatstgenoemde bundel wordt op zijn beurt gesplitst door een polariserende bundelsplitser om een meetbundel te verkrijgen en een tweede referentiebundel. De meetbundel is (in eerste instantie) een lineair p-gepolariseerde bundel die vervolgens het meetoppervlak 15 raakt, en de tweede referentiebundel is een (loodrecht op de lineair p-gepolariseerde bundel) s-gepolariseerde bundel. De s-gepolariseerde bundel wordt via een Άλ-plaat naar een meetdiode geleld. De meetbundel valt op het te meten oppervlak en wordt vervolgens gereflecteerd om daarna te worden opgevangen door de hierboven genoemde meetdiode. Bij dit soort metingen wordt steeds één component (s of p) gebruikt voor de meetbundel. De andere component legt een andere route af naar de meetdiode.Such an ellipsometer is known from the European patent publication EP-A-200,978. With the known ellipsometer, a beam delivered by the Zeeman laser is split twice. The first splitting takes place with a non-polarizing splitter to split off a first reference beam from a beam to be led in the direction of the measuring surface. This last-mentioned beam is in turn split by a polarizing beam splitter to obtain a measuring beam and a second reference beam. The measuring beam is (in the first instance) a linear p-polarized beam which subsequently touches the measuring surface, and the second reference beam is an s-polarized beam (perpendicular to the linear p-polarized bundle). The s-polarized bundle is sent to a measuring diode via a Άλ plate. The measuring beam falls on the surface to be measured and is then reflected to be subsequently collected by the above-mentioned measuring diode. With this type of measurement, one component (s or p) is always used for the measurement bundle. The other component travels a different route to the measuring diode.
20 Om allerlei mogelijke optische stooreffecten te minimaliseren is het wenselijk om een meting een tweede keer uit te voeren, maar dan met een s-gepolariseerde meetbundel (i.p.v. p-gepolariseerd en andersom). Hierbij is het noodzakelijk om de eerste meetresultaten in een computer op te slaan en deze te vergelijken met de resultaten uit de tweede meting. Hierdoor is het niet mogelijk om gelijktijdig beide metingen nauwkeurig uit te voeren.In order to minimize all kinds of possible optical interference effects, it is desirable to perform a measurement a second time, but then with an s-polarized measuring beam (instead of p-polarized and vice versa). Hereby it is necessary to store the first measurement results in a computer and to compare them with the results from the second measurement. As a result, it is not possible to accurately perform both measurements simultaneously.
25 De uitvinding beoogt te voorzien in een ellipsometer met een Zeeman-laser voor het genereren van twee in frequentieverschoven bundels, die is ingericht voor het zonder onderbreking uitvoeren van nauwkeurige metingen bij zeer snel veranderende processen. Daarbij kunnen de ellipsometrische gegevens uit de twee analoge sinusvormige signalen uit de detectoren verkregen worden als respectievelijk het faseverschil en de amplituderatio.The invention has for its object to provide an ellipsometer with a Zeeman laser for generating two frequency-shifted beams, which is adapted to perform accurate measurements without interruption in very rapidly changing processes. Thereby, the ellipsometric data from the two analog sinusoidal signals from the detectors can be obtained as the phase difference and the amplitude ratio, respectively.
30 Daartoe heeft een ellipsometer van de bij de aanvraag genoemde soort volgens de uitvinding het kenmerk dat de ellipsometer een splitsingseenheid omvat om de door het samenbrengen van de meetbundel en de refentiebundel verkregen lichtbundel te splitsen voor het scheiden van twee bundels die lineair gepolariseerd zijn in onderling loodrechte polarisatierichtingen voor het opwekken van twee afzonderlijke signalen.To that end, an ellipsometer of the type mentioned in the application according to the invention is characterized in that the ellipsometer comprises a splitting unit for splitting the light beam obtained by bringing together the measuring beam and the reference beam for separating two beams which are linearly polarized into mutual perpendicular polarization directions for generating two separate signals.
35 Bij een uitvoeringsvorm van de ellipsometer, die is voorzien van een spiegel bijvoorbeeld een kubische reflector voor het ontvangen van de, door transmissie van een gedeelte van de door de lichtbron gegenereerde bundel door de niet-polariserende bundelsplitser ontstane referentiebundel en voor het reflecteren daarvan naar de achterzijde van de niet-polariserende bundelsplitser, is in het optische pad tussen de achterzijde van de niet-polariserende bundelsplitser en de kubische reflector een, over bijvoorbeeld 45° 40 draaiende polarisatie-eenheid opgesteld.In an embodiment of the ellipsometer, which is provided with a mirror, for example, a cubic reflector for receiving the reference beam formed by transmission of a portion of the light source generated by the non-polarizing beam splitter and for reflecting it to the rear side of the non-polarizing beam splitter is arranged in the optical path between the rear side of the non-polarizing beam splitter and the cubic reflector a polarization unit rotating, for example, through 45 ° 40.
In een voorkeursuitvoeringsvorm is de ellipsometer voorzien van een polariserende bundelsplitser voor het scheiden van de twee van de Zeeman-laser afkomstige bundels, waarbij de ene bundel dient als meetbundel en de andere als referentiebundel.In a preferred embodiment, the ellipsometer is provided with a polarizing beam splitter for separating the two beams from the Zeeman laser, one beam serving as a measuring beam and the other as a reference beam.
In een andere volgende uitvoeringsvorm van de ellipsometer is in het pad van de meetbundel tussen de 45 polariserende bundelsplitser en het monster een over een hoek van bijvoorbeeld 45° draaiend polarisatie-element opgesteld, en in het pad van de referentiebundel tussen de polariserende bundelsplitser en de achterzijde van de niet-polariserende bundelsplitser een ander, de polarisatierichting over een hoek van bijvoorbeeld 45° draaiend polarisatie-element, terwijl de meetbundel direct het oppervlak van het monster treft na transmissie door het polarisatie-element.In another subsequent embodiment of the ellipsometer, a polarizing element rotating through an angle of, for example, 45 °, is arranged in the path of the measuring beam between the 45 polarizing beam splitter and the sample, and in the path of the reference beam between the polarizing beam splitter and the rear side of the non-polarizing beam splitter another polarizing element rotating the polarization direction through an angle of, for example, 45 °, while the measuring beam directly hits the surface of the sample after transmission by the polarizing element.
50 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de ellipsometer zodanig ingericht, dat de door de polariserende bundelsplitser doorgelaten bundel de voorzijde van de niet-polariserende bundelsplitser treft en het door de niet-polariserende bundelsplitser gereflecteerde gedeelte daarvan de meetbundel verschaft en het door de niet-polariserende bundelsplitser doorgelaten gedeelte daarvan wordt geblokkeerd of verstrooid.In a further preferred embodiment, the ellipsometer is arranged such that the beam transmitted by the polarizing beam splitter hits the front of the non-polarizing beam splitter and its portion reflected by the non-polarizing beam splitter provides the measuring beam and the beam emitted by the non-polarizing beam splitter passed portion thereof is blocked or scattered.
Opgemerkt wordt dat uit de publicatie Journal of Physics E: Scientific Instruments 16 (1983) 654/661 een 55 ellipsometer voor het automatisch uitvoeren van nauwkeurige metingen aan veranderende processen bekend is, waarbij de in frequentieverschoven bundels worden verkregen door een door splitsing van een monochromatische bundel met een vaste polarisatierichting verkregen deelbundel als referentiebundel te 194893 2 reflecteren aan een spiegel die in de bundelrichting wordt bewogen voor het verschuiven van de frequentie, de door splitsing van de monochromatische bundel verkregen meetbundel na reflectie aan het te onderzoeken monster wordt samengebracht met de gereflecteerde referentiebundel voor het vormen van een interferentiebundel en de interferentiebundel wordt gesplitst in twee, in onderling loodrechte richtingen 5 gepolariseerde deelbundels, die afzonderlijk worden gedetecteerd.It is noted that from the publication Journal of Physics E: Scientific Instruments 16 (1983) 654/661 a 55 ellipsometer for automatically performing accurate measurements on changing processes is known, the beams shifted in frequency-shifted are obtained by splitting a monochromatic reflecting a beam with a fixed polarization direction beam as a reference beam to a mirror which is moved in the beam direction to shift the frequency, the measuring beam obtained by splitting the monochromatic beam after reflection on the sample to be examined is brought together with the reflected sample reference beam for forming an interference bundle and the interference bundle is split into two sub-beams polarized in mutually perpendicular directions, which are detected separately.
De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekeningen. In de tekeningen tonen: figuur 1 de opstelling van een bekende ellipsometer; figuur 2 een opstelling ter toelichting van het basisprincipe van een ellipsometer waarmee optische 10 parameters van de meetbundel, niet noodzakelijkerwijs Δ en T, gemeten kunnen worden; figuren 3 en 4 voorkeursuitvoeringsvormen van ellipsometers.The invention is explained with reference to the drawings. In the drawings: figure 1 shows the arrangement of a known ellipsometer; figure 2 shows an arrangement for explaining the basic principle of an ellipsometer with which optical parameters of the measuring beam, not necessarily Δ and T, can be measured; Figures 3 and 4 are preferred embodiments of ellipsometers.
Bij de in figuur 1 weergegeven ellipsometer die bekend is uit de publicatie Journal of Physics E: Scientific Instruments 16 (1983) 654/661 zendt een lichtbron L, bij voorkeur bestaande uit een He-Ne-laser, een 15 bundel van monochromatisch, niet-gepolariseerd licht g uit, met een golflengte van bijvoorbeeld 632,8 nm. De lichtbundel g passeert eerst een bundelsplitser B, die een gedeelte gp van de bundel g aftakt ten behoeve van signaalverwerkingsdoeleinden. Deze bundel gp wordt gedetecteerd door een fotodiode D3, die de kalibratiebundel gp omzet in een elektrisch signaal V3. Het signaal V3 wordt toegevoerd aan (niet getoonde) geschikte elektronische signaalverwerkingsmiddelen. De bundel g passeert een polarisator, 20 bijvoorbeeld een Glan-Thompson-prisma G, dat de bundel g lineair polariseert, zodanig dat het elektrische veld van g daarna een hoek van 45° maakt met de normaal op het vlak van de in figuur 1 getoonde meetopstelling.In the ellipsometer shown in Figure 1, which is known from the publication Journal of Physics E: Scientific Instruments 16 (1983) 654/661, a light source L, preferably consisting of a He-Ne laser, a beam of monochromatic polarized light g with a wavelength of, for example, 632.8 nm. The light beam g first passes through a beam splitter B, which branches off a portion gp of the beam g for signal processing purposes. This beam gp is detected by a photodiode D3, which converts the calibration beam gp into an electrical signal V3. The signal V3 is supplied to suitable electronic signal processing means (not shown). The beam g passes through a polarizer, for example a Glan-Thompson prism G, which linearly polarizes the beam g, such that the electric field of g subsequently makes an angle of 45 ° with the normal on the plane of the plane shown in Figure 1 measurement setup.
De lichtbundel valt vervolgens in op een niet-polariserende bundelsplitser N. De niet-polariserende bundelsplitser N reflecteert althans nagenoeg de helft van de invallende bundel als meetbundel gm in de 25 richting van een monster S. Het resterende gedeelte gr van de invallende bundel passeert de niet-polariserende bundelsplitser N en dient als referentiebundel.The light beam then impinges on a non-polarizing beam splitter N. The non-polarizing beam splitter N reflects at least substantially half of the incident beam as a measuring beam gm in the direction of a sample S. The remaining part g of the incident beam passes through the non-polarizing beam splitter N and serves as a reference beam.
De meetbundel gm wordt gereflecteerd door het oppervlak van het te analyseren monster S. De door het monster S gereflecteerde bundel wordt zeer nauwkeurig geautokollimeerd door een spiegel M, die de meetbundel gm reflecteert naar het monster S. De meetbundel gm wordt aldus twee maal gereflecteerd door 30 het oppervlak van het monster S, waarna een gemodificeerde meetbundel g'm ontstaat, die in amplitude en fase verschoven is ten opzichte van de oorspronkelijke meetbundel gm, waarbij de amplitude en de faseverschuiving afhankelijk is van de eigenschappen van het oppervlak van het monster S.The measuring beam gm is reflected by the surface of the sample S. to be analyzed. The beam reflected by the sample S is very accurately autocollimated by a mirror M which reflects the measuring beam gm to the sample S. The measuring beam gm is thus reflected twice by 30 shows the surface of the sample S, after which a modified measuring beam g'm is formed, which is shifted in amplitude and phase with respect to the original measuring beam gm, the amplitude and the phase shift being dependent on the properties of the surface of the sample S .
De referentiebundel gr wordt gereflecteerd door een kubische reflector C, die aan een (elektromagnetische) aandrijfeenheid (niet getoond) is gekoppeld om met een constante snelheid heen en weer te worden 35 bewogen. Ten gevolge daarvan wordt de referentiebundel gr in frequentie verschoven, namelijk ten gevolge van een dopplerverschuiving. De teruggekaatste bundel g'r, die zich langs een andere baan dan de invallende referentiebundel gr voortplant, treft de achterzijde van de niet-polariserende bundelsplitser N. Op dat punt aan de achterzijde van de niet-polariserende bundelsplitser N valt eveneens de gemodificeerde meetbundel g'm in, waardoor interferentie tussen de gemodificeerde meetbundel g'm en de dopplerverscho-40 ven referentiebundel g'r optreedt. De interferentiebundel, schematisch aangeduid met g'm + g'r wordt gesplitst in twee orthogonale polarisatiemodi door een Wollaston-prisma W overeenkomend met de p- en s-richtingen, zoals gebruikelijk gedefinieerd ten opzichte van het preparaat, leder van deze beide orthogonale polarisatiemodi wordt opgevangen door een fotodiode D1, respectievelijk D2. De fotodiodes D1, D2 zetten de intensiteiten van de twee orthogonale polarisatiemodi om in corresponderende wisselspannings-45 signalen V1 en V2. De sinusvormige wisselspanningssignalen V1, V2 hebben beide een frequentie die gelijk is aan de, door de bewegende kubische reflector C veroorzaakte dopplerverschuiving. De aan de dopplerverschuiving gekoppelde frequentie is gelijk aan tweemaal de snelheid van de (elektromagnetische) aandrijfeenheid (niet getoond) van de kubische reflector C gedeeld door de golflengte van het toegepaste licht. Met de bekende inrichting kan bijvoorbeeld een dopplerverschuiving van 175 Hz worden bereikt. Dit is 50 tevens de meetfrequentie van de bekende ellipsometer. De elektrische signalen V1, V2 worden toegevoerd aan een geschikt elektronisch meetverwerkingssysteem (niet getoond). De amplitudeverhouding van de elektrische signalen V1, V2 en het faseverschil tussen deze beide elektrische signalen V1, V2 leveren de gewenste ellipsometrische informatie over het monster S, in termen van de hoeken Ψ en Δ.The reference beam gr is reflected by a cubic reflector C, which is coupled to an (electromagnetic) drive unit (not shown) to be moved back and forth at a constant speed. As a result, the reference beam gr is shifted in frequency, namely as a result of a doppler shift. The reflected beam g'r, which travels along a path other than the incident reference beam gr, strikes the rear of the non-polarizing beam splitter N. At that point on the rear of the non-polarizing beam splitter N, the modified measuring beam g also falls in which interference occurs between the modified measuring beam g'm and the doppler shifts reference beam g'r. The interference beam, schematically indicated as g'm + g'r, is split into two orthogonal polarization modes by a Wollaston prism W corresponding to the p and s directions, as commonly defined with respect to the specimen, each of these two orthogonal polarization modes is collected by a photo diode D1 and D2, respectively. The photodiodes D1, D2 convert the intensities of the two orthogonal polarization modes into corresponding AC 45 signals V1 and V2. The sinusoidal alternating voltage signals V1, V2 both have a frequency that is equal to the doppler shift caused by the moving cubic reflector C. The frequency coupled to the doppler shift is twice the speed of the (electromagnetic) drive unit (not shown) of the cubic reflector C divided by the wavelength of the applied light. With the known device, for example, a doppler shift of 175 Hz can be achieved. This is also the measuring frequency of the known ellipsometer. The electrical signals V1, V2 are supplied to a suitable electronic measurement processing system (not shown). The amplitude ratio of the electrical signals V1, V2 and the phase difference between these two electrical signals V1, V2 provide the desired ellipsometric information about the sample S, in terms of the angles Ψ and Δ.
Door de spiegel M op de positie van het monster S te plaatsen en de meetbundel langs hetzelfde pad te 55 laten reflecteren, kan de inrichting eenvoudig worden gekalibreerd.By placing the mirror M at the position of the sample S and having the measuring beam reflect along the same path, the device can be easily calibrated.
Met de bekende inrichting van figuur 1 kunnen de twee orthogonale polarisatiemodi direct zichtbaar worden gemaakt. De bekende inrichting werd gebruikt voor het meten van de optische eigenschappen van 3 194693 evenwichtssystemen, bijvoorbeeld metaaloppervlakken, dunne lagen of overgangsvlakken tussen vloeistof en gasfase. Eveneens kunnen langzaam veranderende processen op het oppervlak, zoals corrosie of het aangroeien van een elektrochemische film, eveneens nauwkeurig worden bestudeerd met de inrichting volgens figuur 1. Vanwege de beperkte meetfrequentie, die is gekoppeld aan de maximale snelheid 5 waarmee de kubische reflector C kan worden aangedreven, kunnen echter zeer snel veranderende processen aan het oppervlak van een monster S niet worden bestudeerd. Bovendien is aanzienlijke middeling van diverse op elkaar volgende meetresultaten noodzakelijk om fluctuaties te verwijderen. Voorts is het toegepaste algoritme van het verkrijgen van ellipsometrische gegevens uit de beide sinusvormige signalen V1, V2 te tijdsintensief om quasi gelijktijdige metingen mogelijk te maken. Het verrichten van 10 continue metingen is niet mogelijk, doordat de lineaire spiegelbeweging vroeg of laat van richting moet omkeren.With the known device of Figure 1, the two orthogonal polarization modes can be made directly visible. The known device was used for measuring the optical properties of 194693 equilibrium systems, for example metal surfaces, thin layers or transition surfaces between liquid and gas phase. Also slowly changing processes on the surface, such as corrosion or the growth of an electrochemical film, can also be carefully studied with the device according to figure 1. Because of the limited measuring frequency, which is coupled to the maximum speed at which the cubic reflector C can be driven, however, very fast changing processes on the surface of a sample S cannot be studied. Moreover, considerable averaging of various successive measurement results is necessary to remove fluctuations. Furthermore, the algorithm used to obtain ellipsometric data from the two sinusoidal signals V1, V2 is too time-intensive to enable quasi-simultaneous measurements. It is not possible to perform continuous measurements because the linear mirror movement has to reverse direction sooner or later.
Het gebruik van analoge verwerkingselektronica om real-time gegevensanalyse te verrichten is in principe mogelijk, maar wordt sterk bemoeilijkt door de niet geheel constante verschilfrequentie van de dopplerverschuiving en het niet continu zijn vein de spiegelbeweging.The use of analogue processing electronics to perform real-time data analysis is in principle possible, but is greatly hampered by the not entirely constant difference frequency of the doppler shift and the non-continuous movement of the mirror movement.
15 Voorafgaand aan de beschrijving van de figuren 2, 3 en 4 worden allereerst enkele algemene richtlijnen gegeven voor interferometrische ellipsometers die gebruikmaken van een Zeeman-laser. Door gebruik te maken van een Zeeman-laser kan een stilstaande in plaats van een bewegende kubische reflector C worden toegepast. Toepassing van een kubische reflector C is niet noodzakelijk; ook een ander soort spiegel kan in principe worden gebruikt. Er wordt aangenomen dat de correcte ellipsometrische informatie 20 kan worden afgeleid uit de elektronische wisselspanningen V1, V2 (figuur 1). Het is van groot belang, dat het meetsignaal en het referentiesignaal zorgvuldig worden geselecteerd en met elkaar kunnen interfereren, omdat anders informatie van het monster S verloren zal gaan. Daarom moet een ellipsometer voldoen aan de volgende drie criteria: a) een polarisatie-eenheid of een polariserende bundelsplitser in het pad van de meetbundel tussen het 25 monster S en het Wollaston-prisma W dient te worden vermeden. Een dergelijke polarisatie-eenheid laat namelijk op selectieve wijze componenten van een lichtbundel door met de correcte polarisatievector waardoor een dergelijke projectie van de polarisatievector in het algemeen tot informatieverlies omtrent het monster S leidt; b) een verschillende frequentie-afhankelijkheid van de meetbundel en de referentiebundel dient te worden 30 bereikt. Alleen dan kan namelijk een niet-triviaal faseverschil tussen de twee wisselspanningen V1, V2 worden bereikt. Indien beide bundels dezelfde frequentie-afhankelijkheid hebben kan eenvoudig worden aangetoond dat er geen faseverschil tussen de signalen V1 en V2 optreedt en alleen de amplitude-verhoudingen van de wisselspanningen V1, V2 informatie over het monster S omvat; c) de twee frequenties van een toegepaste Zeeman-laser kunnen alleen optisch worden gescheiden door 35 gebruik te maken van de verschillende polarisatietoestanden. Indien de lichtbundel een polarisatie-eenheid tussen een Zeeman-laser en een eerste bundelsplitser passeert, zouden beide golven dezelfde polarisatie-toestand verkrijgen en niet meer van elkaar kunnen worden gescheiden. Derhalve dient geen polarisatie-eenheid tussen de toegepaste Zeeman-laser en de eerste bundelsplitser te worden opgesteld.Prior to the description of Figures 2, 3 and 4, first some general guidelines are given for interferometric ellipsometers that use a Zeeman laser. By using a Zeeman laser, a stationary instead of a moving cubic reflector C can be used. Use of a cubic reflector C is not necessary; another type of mirror can also be used in principle. It is believed that the correct ellipsometric information 20 can be derived from the electronic alternating voltages V1, V2 (Figure 1). It is of great importance that the measurement signal and the reference signal are carefully selected and can interfere with each other, because otherwise information from the sample S will be lost. Therefore, an ellipsometer must meet the following three criteria: a) a polarization unit or a polarizing beam splitter in the path of the measuring beam between the sample S and the Wollaston prism W should be avoided. Namely, such a polarization unit selectively transmits components of a light beam with the correct polarization vector, whereby such a projection of the polarization vector generally leads to loss of information about the sample S; b) a different frequency dependence of the measuring beam and the reference beam must be achieved. Only then can a non-trivial phase difference between the two alternating voltages V1, V2 be achieved. If both beams have the same frequency dependence, it can be easily demonstrated that no phase difference occurs between the signals V1 and V2 and that only the amplitude ratios of the alternating voltages V1, V2 comprise information about the sample S; c) the two frequencies of an applied Zeeman laser can only be optically separated by using the different polarization states. If the light beam passed a polarization unit between a Zeeman laser and a first beam splitter, both waves would get the same polarization state and could no longer be separated from each other. Therefore, no polarization unit must be arranged between the Zeeman laser used and the first beam splitter.
Een eerste ellipsometer die aan de bovengenoemde criteria a), b) en c) voldoet kan worden ontworpen 40 uitgaande van de inrichting volgens figuur 2. De inrichting volgens figuur 2 verschilt op drie punten van de inrichting volgens figuur 1: in plaats van een monochromatische laser L wordt een Zeeman-laser Z toegepast, er wordt geen Glan-Thompson-prisma G toegepast en de kubische reflector C neemt een vaste positie in. De Zeeman-laser Z zendt twee golven g1t g2 uit, die bijvoorbeeld een frequentieverschil van ongeveer 1,8 MHz hebben. Een dergelijke Zeeman-laser is bekend en behoeft hier geen verdere toelichting. 45 De golven g1t g2 treffen een niet-polariserende bundelsplitser N, die hen scheidt in twee althans nagenoeg gelijke delen. Een eerste gedeelte ontstaat door reflectie aan het oppervlak van de niet-polariserende bundelsplitser N en levert meetbundels gm1, g^, die op het monster S zijn gericht. Op dezelfde wijze als de gemodificeerde meetbundel g'm in figuur 1 wordt teweeggebracht, ontstaan in de configuratie volgens figuur 2 twee gemodificeerde meetbundels g'm1, g'm2, die op de niet-polariserende bundelsplitser N zijn 50 teruggekaatst.A first ellipsometer meeting the above criteria a), b) and c) can be designed starting from the device according to figure 2. The device according to figure 2 differs in three points from the device according to figure 1: instead of a monochromatic laser L, a Zeeman laser Z is used, no Glan-Thompson prism G is used and the cubic reflector C has a fixed position. The Zeeman laser Z emits two waves g1t g2 which, for example, have a frequency difference of approximately 1.8 MHz. Such a Zeeman laser is known and requires no further explanation here. The waves g1t g2 strike a non-polarizing beam splitter N, which separates them into two substantially equal parts. A first part is created by reflection on the surface of the non-polarizing beam splitter N and provides measuring beams gm1, g ^, which are directed to the sample S. In the same way as the modified measuring beam g'm in Figure 1 is triggered, two modified measuring beams g'm1, g'm2 arise in the configuration according to Figure 2, which are reflected on the non-polarizing beam splitter N.
Een ander gedeelte van de door de Zeeman-laser Z gegenereerde bundels g1t g2 wordt door de niet-polariserende bundelsplitser N doorgelaten en vormt twee referentiebundels grt, ge. De stilstaande kubische reflector C weerkaatst de referentiebundels gr1, g^ naar het achtervlak van de niet-polariserende bundelsplitser N. De overige onderdelen in figuur 2 zijn identiek aan die van figuur 1. De configuratie 55 volgens figuur 2 kan als zodanig niet functioneren, omdat de gemodificeerde meetbundels g^, g'^ aan de achterzijde van de niet-polariserende bundelsplitser N niet op de juiste wijze interfereren met de referentiebundels gr1, g^. Voor een juiste werking is het noodzakelijk, dat de meetbundel g'm1, respectievelijk g'^ 194893 4 interfereert met de referentiebundel g^, respectievelijk gr1. Om dit te bewerkstelligen dienen in de configuratie volgens figuur 2 nog extra optische elementen te worden geplaatst, dat wil zeggen polarisatie-eenheden, of bijvoorbeeld V-iX-plaatjes. Daarvoor zijn er in principe vijf mogelijkheden, die in figuur 2 zijn aangeduid met a, b, c, d, e. Bij het plaatsen van dergelijke optische elementen dienen de bovengenoemde drie criteria 5 a, b, c te worden vervuld. Dit leidt tot de volgende criteria voor de configuratie volgens figuur 2: d) een niet-polariserende bundelsplitser N is onvermijdelijk, omdat een polariserende bundelsplitser niet is toegestaan vanwege criterium a; e) polarisatie-eenheden zijn niet toegestaan op de posities a (vanwege criterium c), b (vanwege criterium a) of e (vanwege criterium a); 10 f) een polarisatie-eenheid of 1/»X-plaat is vereist op positie c of d (vanwege criterium b).Another portion of the beams g1t g2 generated by the Zeeman laser Z is transmitted through the non-polarizing beam splitter N and forms two reference beams, large. The stationary cubic reflector C reflects the reference beams gr1, g ^ to the rear face of the non-polarizing beam splitter N. The other parts in Fig. 2 are identical to those of Fig. 1. The configuration 55 according to Fig. 2 cannot function as such because the modified measuring beams g ^, g ^ ^ at the rear of the non-polarizing beam splitter N do not interfere correctly with the reference beams g1, g ^. For correct operation, it is necessary that the measuring beam g'm1 or g '^ 194893 4 interfere with the reference beam g'm1 or gr1, respectively. In order to achieve this, additional optical elements must be placed in the configuration according to Figure 2, i.e. polarization units, or for example V-iX plates. There are in principle five possibilities for this, which are indicated in Figure 2 by a, b, c, d, e. When placing such optical elements, the aforementioned three criteria 5 a, b, c must be met. This leads to the following criteria for the configuration according to Figure 2: d) a non-polarizing beam splitter N is inevitable, because a polarizing beam splitter is not allowed due to criterion a; e) polarization units are not permitted in positions a (due to criterion c), b (due to criterion a) or e (due to criterion a); F) a polarization unit or 1 X-plate is required at position c or d (due to criterion b).
In figuur 2 vallen de meetbundels gm1, g^ in op het monster S onder een hoek van bijvoorbeeld ongeveer 45° net als in de bekende inrichting volgens figuur 1. Dit is echter niet strikt noödzakelijk, hoewel dit wel de voorkeur verdient. De normaal van het monster S kan een hoek tussen 0 en 90° maken met de invallende meetbundels gm1, g^ net als bij de configuratie volgens figuur 1. De meest geschikte keuze om 15 een constructie te maken waarbij het monster S loodrecht op de meetgolven gm1, g^ staat, is om op positie d in het stelsel volgens figuur 2 een VA-plaat met een oriëntatie van 45° op te stellen. Een dergelijke ViX-plaat in combinatie met de kubische reflector C, roteert de polarisatie van de referentiebundel over een hoek van 90°. Voor een dergelijk stelsel kan het volgende worden aangetoond: - de met deze opstelling verkregen uitgangssignalen V1, V2 van de fotodiodes D1, D2 zijn geldige 20 signalen, waaruit optische informatie kan worden afgeleid; - strikt gesproken kan deze opstelling geen ellipsometer worden genoemd, omdat een enigszins andere combinatie van rp en r8 wordt gemeten; voor sommige toepassingen kan deze combinatie echter toch geschikt zijn; - de andere frequentie-afhankelijkheid van de s- en p-golven in de referentiebundels g^, en de 25 meetbundels gm1, maken het systeem gevoelig voor trillingen van de toegepaste optische elementen; - vanwege deze verschillende frequentie-afhankelijkheid is het ook moeilijker om een referentiemeting uit te voeren dan met de opstelling volgens figuur 1.In Fig. 2, the measuring beams gm1, g ^ fall on the sample S at an angle of, for example, about 45 ° as in the known device according to Fig. 1. However, this is not strictly necessary, although this is preferred. The normal of the sample S can make an angle between 0 and 90 ° with the incident measuring beams gm1, g ^ as with the configuration according to figure 1. The most suitable choice for making a construction in which the sample S is perpendicular to the measuring waves gm1, g ^ is to place a VA plate with an orientation of 45 ° at position d in the system according to figure 2. Such a ViX plate in combination with the cubic reflector C rotates the polarization of the reference beam through an angle of 90 °. For such a system, the following can be demonstrated: - the output signals V1, V2 from the photodiodes D1, D2 obtained with this arrangement are valid signals from which optical information can be derived; - strictly speaking, this arrangement cannot be called an ellipsometer, because a slightly different combination of rp and r8 is measured; however, this combination may still be suitable for some applications; the other frequency dependence of the s and p waves in the reference beams g ^ and the measurement beams g m1 make the system sensitive to vibrations of the optical elements used; - because of this different frequency dependence it is also more difficult to perform a reference measurement than with the arrangement according to figure 1.
Indien het monster S een hoek van althans nagenoeg 45° maakt met de invallende meetbundels gm1, gm2 wordt het voordeel bereikt, dat de frequentie-afhankelijkheid van de p- en s-polarisaties sterke 30 overeenkomst vertonen, hoewel zij dan nog niet identiek zijn. De gevoeligheid voor trillingen van de optische elementen wordt sterk gereduceerd. De oriëntatie van 45° heeft tot gevolg, dat indien de laser Z in diens normale positie is gemonteerd, dat wil zeggen dat een van de polarisaties loodrecht op het vlak van de tekening van figuur 2 staat, de door het monster S gereflecteerde meetbundels gm1, g^ naar beneden zijn gericht uit het optische vlak. Indien men dit wil vermijden, dienen de laserbundels zelf of de laser Z over 45° 35 te worden gedraaid. Dit laatste is eenvoudiger en kan worden bereikt door op punt d in figuur 2 een, op 45° ingestelde Glan-Thompson-polarisatie-eenheid te plaatsen. Voor een dergelijke opstelling kan het volgende worden aangetoond: - de opstelling levert strikt gesproken geen ellipsometrische informatie; - tot op de vierde orde in de reflectie-amplitudes wordt de correcte ellipsometrische reactie gevonden.If the sample S makes an angle of at least substantially 45 ° with the incident measuring beams gm1, gm2, the advantage is achieved that the frequency dependence of the p and s polarizations is very similar, although they are then still not identical. The sensitivity to vibrations of the optical elements is greatly reduced. The orientation of 45 ° has the consequence that if the laser Z is mounted in its normal position, that is to say that one of the polarizations is perpendicular to the plane of the drawing of figure 2, the measuring beams gm1 reflected by the sample S, are directed downward from the optical plane. If this is to be avoided, the laser beams themselves or the laser Z must be rotated through 45 ° 35. The latter is simpler and can be achieved by placing a Glan-Thompson polarization unit set at 45 ° on point d in Figure 2. The following can be demonstrated for such an arrangement: - the arrangement does not, strictly speaking, provide ellipsometric information; - the correct ellipsometric response is found up to the fourth order in the reflection amplitudes.
40 De nadelen van de op figuur 2 gebaseerde inrichtingen worden ondervangen met de ellipsometers volgens de figuren 3 en 4.The disadvantages of the devices based on Figure 2 are obviated with the ellipsometers according to Figures 3 and 4.
In de ellipsometer volgens figuur 3 genereert een Zeeman-laser Z twee bundels g1( g2. Een eerste bundelsplitser B1 leidt een gedeelte van de bundels glP g2 af voor signaalverwerkingsdoeleinden. De afgeleide bundels worden na transmissie door een polariserend element (G3) opgevangen door een 45 fotodiode D3 en omgezet in een sïnusvormige wisselspanning V3 met een frequentie gelijk aan de verschilfrequentie tussen g., en g2. Het toepassen van een dergelijke bundelsplitser B1 ten behoeve van signaalverwerkingsdoeleinden is op zichzelf bekend en wordt hier niet verder toegeiicht. Voor de werking van de ellipsometer zelf is toepassing hiervan niet essentieel.In the ellipsometer of Figure 3, a Zeeman laser Z generates two beams g1 (g2. A first beam splitter B1 derives a portion of the beams g1 g2 for signal processing purposes. The derived beams are collected by a polarizing element (G3) after transmission 45 photodiode D3 and converted to a sinusoidal alternating voltage V3 with a frequency equal to the difference frequency between g1 and g2 The use of such a beam splitter B1 for signal processing purposes is known per se and is not further explained here. application of the ellipsometer itself is not essential.
Het resterende gedeelte van de bundels g1( g2 passeert de bundelsplitser B1 en bereikt een tweede 50 polariserende bundelsplitser B2. Deze tweede polariserende bundelsplitser B2 splitst de beide Zeeman-bundels'g,, g2, omdat deze polariserende bundelsplitser B2 in staat is om onderscheid te maken tussen de verschillende polarisatierichtingen van de beide Zeeman-bundels gv g2. De bundel g2 wordt in het onderhavige voorbeeld gebruikt als meetbundel en treft het monster S, nadat met behulp van bijvoorbeeld een Glan-Thompson-prisma G1 de polarisatierichting over een hoek van 45° is gedraaid. De door het 55 monsteroppervlak S gereflecteerde meetbundel g'2 bevat dan de optische informatie met betrekking tot het oppervlak van het monster S.The remaining part of the bundles g1 (g2 passes the beam splitter B1 and reaches a second 50 polarizing beam splitter B2. This second polarizing beam splitter B2 splits the two Zeeman beams' g ,, g2, because this polarizing beam splitter B2 is capable of distinguishing between the different polarization directions of the two Zeeman bundles gv g2. In the present example, the bundle g2 is used as a measurement beam and hits the sample S after the polarization direction has been angled by 45 with the aid of, for example, a Glan-Thompson prism G1. The measuring beam g'2 reflected by the 55 sample surface S then contains the optical information with respect to the surface of the sample S.
De Zeeman-component g, plant zich vanaf de polariserende bundelsplitser B2 voort over een andere 5 194893 weg en treft eerst een spiegel M. Na reflectie aan het spiegeloppervlak treft deze Zeeman-component g1t * die hier als referentiebundel wordt gebruikt, de achterkant van een niet-polariserende bundelsplitser N, nadat door een polarisatie-eenheid, bijvoorbeeld een Glan-Thompson-prisma G2, de polarisatierichting over een hoek van 45° is gedraaid. De gemodificeerde meetbundel g'2 treft het voorvlak van de niet-5 polariserende bundelsplitser N en na doorgang door de niet-polariserende bundelsplitser N interfereert de gemodificeerde meetbundel g2 met de referentiebundel gt. De samengestelde bundel wordt vervolgens gesplitst in twee orthogonale polarisaties (bijvoorbeeld p en s) met behulp van bijvoorbeeld een Wollaston-prisma W. De beide orthogonale polarisaties worden weer ieder met een fotodiode D1, D2 omgezet in elektrische wisselspanningen V1, V2. De beide elektrische wisselspanningen V1, V2 bevatten dezelfde 10 optische informatie als met de opstelling volgens figuur 1 kan worden bereikt, zij het dat de frequentie van deze wisselspanningen V1, V2 nu gelijk is aan de verschilfrequentie van de oorspronkelijke Zeeman-bundels g1t g2, hetgeen bijvoorbeeld in de ordegrootte van 1 MHz is. Derhalve is de meetfrequentie veel hoger dan bij de bekende inrichting volgens figuur 1. In figuur 3 is te zien dat de meetbundel g2 onder een hoek van 45° bij het monster S aankomt. Dit vereenvoudigt de interferentie van de door het oppervlak van 15 het monster S gemodificeerde meetbundel gf2 met de referentiebundel g, aan de achterkant van de niet-polariserende bundelsplitser N aanzienlijk. Indien het gewenst is om de meetbundel g2 onder een andere hoek bij het monster S te laten aankomen, dienen extra spiegels of geschikt aangebrachte glasvezelkabels te worden gebruikt om interferentie tussen de gemodificeerde meetbundel g2 en de referentiebundel g1 na samenvoeging in de niet-polariserende bundelsplitser N te laten plaatsvinden.The Zeeman component g, propagates from the polarizing beam splitter B2 over another path 194193 and first hits a mirror M. After reflection on the mirror surface, this Zeeman component g1t *, which is used here as a reference beam, hits the rear of a non-polarizing beam splitter N, after the polarization direction, for example a Glan-Thompson prism G2, has been rotated through an angle of 45 °. The modified measuring beam g'2 hits the front face of the non-polarizing beam splitter N and after passing through the non-polarizing beam splitter N, the modified measuring beam g2 interferes with the reference beam gt. The composite bundle is then split into two orthogonal polarizations (e.g. p and s) with the aid of, for example, a Wollaston prism W. The two orthogonal polarizations are again each with a photodiode D1, D2 converted to alternating voltages V1, V2. The two electrical alternating voltages V1, V2 contain the same optical information as can be achieved with the arrangement according to Figure 1, although the frequency of these alternating voltages V1, V2 is now equal to the difference frequency of the original Zeeman bundles g1t g2, which for example in the order of 1 MHz. Therefore, the measuring frequency is much higher than in the known device according to Figure 1. It can be seen in Figure 3 that the measuring beam g2 arrives at the sample S at an angle of 45 °. This considerably simplifies the interference of the measuring beam gf2 modified by the surface of the sample S with the reference beam g at the rear of the non-polarizing beam splitter N. If it is desired to have the measuring beam g2 arrive at the sample S at a different angle, additional mirrors or suitably arranged fiber optic cables must be used to interfere between the modified measuring beam g2 and the reference beam g1 after merging into the non-polarizing beam splitter N to take place.
20 Diverse veranderingen in de opstelling van figuur 3 kunnen worden toegepast. Zo is het niet strikt noodzakelijk dat de polarisatietoestand van zowel de meetbundel g2 als de referentiebundel g, beide door een polarisatie-eenheid, bijvoorbeeld de getoonde Glan-Thompson-prisma’s g1, g2, over een hoek van 45° worden gedraaid. Het is ook mogelijk dat een van de beide meetbundels, dus ofwel de meetbundel g2 ofwel de referentiebundel g1 geen polarisatiedraaiing ondergaat en alleen de andere een polarisatiedraaiing van 25 90° ondergaat. Het is slechts essentieel dat de polarisaties van de na de bundelsplitser B2 gescheiden bundels g1, g2 aan het achtervlak van de niet-polariserende bundelsplitser N zodanig met elkaar overeenstemmen, dat interferentie kan optreden. Voorts is het niet per se noodzakelijk dat de referentiebundel g, met behulp van één spiegel M op de juiste wijze op het achtervlak van de niet-polariserende bundelsplitser N wordt gericht. Indien gewenst kunnen ook meerdere spiegels worden toegepast, of kan het richten van de 30 referentiebundel g1 plaatsvinden met behulp van geschikt gekozen polarisatie-behoudende glasvezelkabels.Various changes in the arrangement of Figure 3 can be applied. For example, it is not strictly necessary that the polarization state of both the measuring beam g2 and the reference beam g, both by a polarization unit, for example the Glan-Thompson prisms g1, g2 shown, be rotated through an angle of 45 °. It is also possible that one of the two measuring beams, i.e. either the measuring beam g2 or the reference beam g1, does not undergo a polarization rotation and only the other one undergoes a polarization rotation of 90 °. It is only essential that the polarizations of the bundles g1, g2 separated after the beam splitter B2 on the rear face of the non-polarizing beam splitter N correspond so that interference can occur. Furthermore, it is not necessary for the reference beam g, with the aid of one mirror M, to be correctly directed at the rear surface of the non-polarizing beam splitter N. If desired, multiple mirrors can also be used, or the reference beam g1 can be aligned with the aid of suitably selected polarization-retaining glass fiber cables.
Een voordeel van de opstelling volgens figuur 3 kan zijn dat de meetbundel g2 slechts een keer reflecteert aan het oppervlak van het monster S. Daardoor kunnen zwak reflecterende monsters eveneens worden bestudeerd.An advantage of the arrangement according to Figure 3 can be that the measuring beam g2 reflects only once on the surface of the sample S. As a result, weakly reflecting samples can also be studied.
Een voorkeursuitvoeringsvorm van een ellipsometer gebaseerd op een Zeeman-laser Z is getoond in 35 figuur 4. Dezelfde verwijzingscijfers verwijzen naar dezelfde onderdelen als in de voorgaande figuren en de beschrijving daarvan zal hier niet worden herhaald. De door de polariserende bundelsplitser B2 doorgelaten Zeeman-bundel g2 treft nu de voorkant van een niet-polariserende bundelsplitser N na doorgang door een, de polarisatierichting over bijvoorbeeld 45° draaiende polarisatie-eenheid G1, die bijvoorbeeld een Glan-Thompson-prisma kan zijn. Het door het voorvlak van de niet-polariserende bundelsplitser N gereflec-40 teerde gedeelte van de Zeeman-bundel g2 treft het oppervlak van het monster S als de meetbundel g^. Na autokollimatie van deze meetbundel g^ door een spiegel M en herhaalde reflectie aan het oppervlak van het monster s ontstaat een gemodificeerde meetbundel g'^, die zich langs hetzelfde pad als de meetbundel 9m2 voortplant, zij het in de tegenovergestelde richting. Deze dubbele reflectie aan het preparaat is in het algemeen een groot voordeel van de ellipsometer volgens figuur 1, dat in de constructie van figuur 4 45 behouden blijft. Er treedt een verdubbeling van het effect ten gevolge van het preparaat op, waardoor de relatieve meetfout wordt verkleind.A preferred embodiment of an ellipsometer based on a Zeeman laser Z is shown in figure 4. The same reference numerals refer to the same parts as in the previous figures and the description thereof will not be repeated here. The Zeeman bundle g2 transmitted by the polarizing beam splitter B2 now strikes the front of a non-polarizing beam splitter N after passage through a polarization unit G1 rotating, for example, the direction of polarization through 45 °, which may be, for example, a Glan-Thompson prism. The portion of the Zeeman beam g2 reflected by the front face of the non-polarizing beam splitter N hits the surface of the sample S as the measuring beam g ^. After autocollimation of this measuring beam g ^ by a mirror M and repeated reflection on the surface of the sample s, a modified measuring beam g1 ^ is produced, which propagates along the same path as the measuring beam 9 m 2, albeit in the opposite direction. This double reflection on the specimen is generally a major advantage of the ellipsometer of Figure 1, which is retained in the structure of Figure 4 45. A doubling of the effect due to the preparation occurs, reducing the relative measurement error.
De polariserende bundelsplitser B2 takt de Zeeman-bundel g1 af en richt deze op bijvoorbeeld drie opeenvolgende spiegels M1, M2, M3, een en ander zodanig dat de afgetakte bundel gn als referentiebundel het achtervlak van de niet-polariserende bundelsplitser N kan treffen. Op een geschikt gekozen punt tussen 50 de polariserende bundelsplitser B2 en het achtervlak van de niet-polariserende bundelsplitser N wordt de polarisatietoestand van de referentiebundel g, over een hoek van 45° gedraaid met behulp van een polarisatie-eenheid G2, bijvoorbeeld een Glan-Thompson-prisma. In figuur 4 is het Glan-Thompson-prisma G2 getekend tussen de spiegel M3 en het achtervlak van de niet-polariserende bundelsplitser N, maar dat is niet strikt noodzakelijk. Elke andere positie op het pad waarlangs de referentiebundel gt zich voortplant is 55 eveneens mogelijk. Net als in de opstelling volgens figuur 3 interfereert de referentiebundel gt met de gemodificeerde meetbundel g'^ na samenvoeging aan het achtervlak van de niet-polariserende bundelsplitser N. De samengestelde referentiebundel wordt vervolgens weer gesplitst met behulp van een Wollaston-The polarizing beam splitter B2 branches off the Zeeman beam g1 and directs it to, for example, three consecutive mirrors M1, M2, M3, all such that the branched beam gn can hit the rear surface of the non-polarizing beam splitter N as a reference beam. At a suitably selected point between 50 the polarizing beam splitter B2 and the rear face of the non-polarizing beam splitter N, the polarization state of the reference beam g is rotated through an angle of 45 ° with the aid of a polarizing unit G2, for example a Glan-Thompson -prism. In Figure 4, the Glan-Thompson prism G2 is drawn between the mirror M3 and the rear surface of the non-polarizing beam splitter N, but this is not strictly necessary. Any other position on the path along which the reference beam gt propagates is also possible. As in the arrangement according to Figure 3, the reference beam gt interferes with the modified measuring beam g '^ after merging on the rear surface of the non-polarizing beam splitter N. The assembled reference beam is subsequently split again with the aid of a Wollaston beam.
Claims (5)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9202303A NL194893C (en) | 1992-12-31 | 1992-12-31 | Sailor ellipsometer. |
| PCT/NL1993/000283 WO1994016310A1 (en) | 1992-12-31 | 1993-12-30 | Zeeman ellipsometer |
| AU58441/94A AU5844194A (en) | 1992-12-31 | 1993-12-30 | Zeeman ellipsometer |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9202303A NL194893C (en) | 1992-12-31 | 1992-12-31 | Sailor ellipsometer. |
| NL9202303 | 1992-12-31 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL9202303A NL9202303A (en) | 1994-07-18 |
| NL194893B NL194893B (en) | 2003-02-03 |
| NL194893C true NL194893C (en) | 2003-06-04 |
Family
ID=19861714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL9202303A NL194893C (en) | 1992-12-31 | 1992-12-31 | Sailor ellipsometer. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU5844194A (en) |
| NL (1) | NL194893C (en) |
| WO (1) | WO1994016310A1 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1006016C2 (en) | 1997-05-09 | 1998-11-10 | Univ Delft Tech | Ellipsometer with two lasers. |
| US7714995B2 (en) | 1997-09-22 | 2010-05-11 | Kla-Tencor Corporation | Material independent profiler |
| US7688435B2 (en) | 1997-09-22 | 2010-03-30 | Kla-Tencor Corporation | Detecting and classifying surface features or defects by controlling the angle of the illumination plane of incidence with respect to the feature or defect |
| US7282729B2 (en) * | 2003-08-20 | 2007-10-16 | Xyratex Technology Limited | Fabry-Perot resonator apparatus and method for observing low reflectivity surfaces |
| DE102007062052A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Siemens Ag | Layer thickness measurement on transparent layers |
| CN103234909A (en) * | 2013-04-26 | 2013-08-07 | 北京理工大学 | Rapid pulse laser polarization degree measurement device |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1155284B (en) * | 1982-02-10 | 1987-01-28 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR MEASURING THE REFRACTION INDEX AND THE THICKNESS OF TRANSPARENT MATERIALS |
| JPS61105408A (en) * | 1984-10-30 | 1986-05-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical measuring instrument |
| IT1184100B (en) * | 1985-04-23 | 1987-10-22 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | STATIC INTERFEROMETRIC ELLIPSOMETER |
| JPH03282205A (en) * | 1990-03-29 | 1991-12-12 | Mitsubishi Electric Corp | Thickness measuring apparatus |
-
1992
- 1992-12-31 NL NL9202303A patent/NL194893C/en not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-12-30 AU AU58441/94A patent/AU5844194A/en not_active Abandoned
- 1993-12-30 WO PCT/NL1993/000283 patent/WO1994016310A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU5844194A (en) | 1994-08-15 |
| NL9202303A (en) | 1994-07-18 |
| WO1994016310A1 (en) | 1994-07-21 |
| NL194893B (en) | 2003-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100484377B1 (en) | Spectroscopic ellipsometer | |
| US10895477B2 (en) | Sine-cosine optical frequency encoder devices based on optical polarization properties | |
| US5323229A (en) | Measurement system using optical coherence shifting interferometry | |
| US6806960B2 (en) | Compact beam re-tracing optics to eliminate beam walk-off in an interferometer | |
| US4844616A (en) | Interferometric dimensional measurement and defect detection method | |
| US5864393A (en) | Optical method for the determination of stress in thin films | |
| US6856384B1 (en) | Optical metrology system with combined interferometer and ellipsometer | |
| US4534649A (en) | Surface profile interferometer | |
| CA1264959A (en) | Static interferometric ellipsometer | |
| NL194893C (en) | Sailor ellipsometer. | |
| US5133599A (en) | High accuracy linear displacement interferometer with probe | |
| EP0075689A1 (en) | Optical instruments for viewing a sample surface | |
| CN110530531A (en) | Fountain type belted atomic vapor beam phase measure of the change apparatus and method based on Michelson interference | |
| US5220397A (en) | Method and apparatus for angle measurement based on the internal reflection effect | |
| JP2691781B2 (en) | Laser Doppler vibrometer using beam splitting optical system | |
| CA1308938C (en) | Heterodyne michelson interferometer for polarization measurements | |
| JPS61219803A (en) | Apparatus for measuring physical quantity | |
| JPH0571923A (en) | Polarization analyzing method and thin film measuring apparatus | |
| RU2638582C1 (en) | Two-channel interferometric system for investigating shock-wave processes | |
| GB2109545A (en) | Surface profile interferometer | |
| US6011402A (en) | Electro-optic apparatus and method for measuring electric-field vector | |
| JP3131242B2 (en) | Method of measuring incident angle of light beam, measuring device and method of using the device for distance measurement | |
| US4105335A (en) | Interferometric optical phase discrimination apparatus | |
| JP2696117B2 (en) | Laser Doppler vibrometer using beam splitting optical system | |
| JP2592254B2 (en) | Measuring device for displacement and displacement speed |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20060701 |