RU131148U1

RU131148U1 - DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE MEASUREMENT OF THICKNESS OF DIELECTRIC AND SEMICONDUCTOR FILMS

Info

Publication number: RU131148U1
Application number: RU2013114518/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Федорцов; Александр Сергеевич Иванов; Игорь Валерьевич Гончар
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2013-08-10

Abstract

Устройство для неразрушающего измерения толщины диэлектрических и полупроводниковых пленок, содержащее источник монохроматического излучения, держатель образца, вращающееся плоское зеркало, ось вращения которого расположена на его отражающей поверхности, и приемник излучения, который подсоединен к регистрирующему устройству, первое сферическое зеркало, установленное так, что точка, оптически сопряженная с точкой образца, в которой производятся измерения, находится на оси вращения плоского зеркала, в месте падения на него излучения источника, и второе сферическое зеркало, установленное с возможностью оптического сопряжения точки образца, в которой производятся измерения, и приемной площадки приемника излучения, при различных угловых положениях плоского зеркала, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит электронно-оптический маркер, не прерывающий падение лазерного луча на образец под фиксированным углом, состоящий из дополнительного лазера и дополнительного фотоприемника излучения этого лазера.A device for non-destructive measurement of the thickness of dielectric and semiconductor films, containing a monochromatic radiation source, a sample holder, a rotating flat mirror, the axis of rotation of which is located on its reflective surface, and a radiation receiver that is connected to the recording device, the first spherical mirror mounted so that the point optically conjugated to the point of the sample at which measurements are made is located on the axis of rotation of the flat mirror, at the point of radiation incident on it a source, and a second spherical mirror, mounted with the possibility of optical conjugation of the point of the sample at which measurements are made, and the receiving area of the radiation receiver, at different angular positions of the flat mirror, characterized in that the device further comprises an electron-optical marker that does not interrupt the incidence of the laser beam on a sample at a fixed angle, consisting of an additional laser and an additional photodetector of radiation from this laser.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для быстрого и высокоточного измерения толщины твердых и жидких диэлектрических и полупроводниковых пленок и покрытий в диапазоне толщин от 10 мкм до 1 мм и может использоваться в производственном контроле технологических процессов производства пленок и научных исследованиях.The utility model relates to measuring technique and is intended for fast and high-precision measurement of the thickness of solid and liquid dielectric and semiconductor films and coatings in the thickness range from 10 μm to 1 mm and can be used in production control of film production processes and scientific research.

В настоящее время для решения подобных задач все чаще используются лазерные интерференционные методы. В основу этих методов положена интерференция лучей, один из которых отражается верхней, а другой - нижней поверхностью пленки (слоя) (фиг.1).Currently, laser interference methods are increasingly used to solve such problems. The basis of these methods is the interference of rays, one of which is reflected by the upper and the other by the lower surface of the film (layer) (Fig. 1).

Коэффициент отражения излучения пленкой, вследствие интерференции лучей внутри нее, зависит от соотношения между оптической толщиной пленки Δ и длиной волны зондирующего излучения λ. Оптическая разность хода Δ при прохождении луча через тонкую прозрачную пленку определяется, какThe reflection coefficient of radiation of the film, due to interference of rays inside it, depends on the ratio between the optical film thickness Δ and the wavelength of the probe radiation λ. The optical path difference Δ when the beam passes through a thin transparent film is determined as

где d - толщина образца; n - оптический показатель преломления материала образца; θ - угол падения лазерного луча на образец.where d is the thickness of the sample; n is the optical refractive index of the sample material; θ is the angle of incidence of the laser beam on the sample.

Когда оптическая разность хода Δ между двумя отраженными лучами составит целое число длин волн, то коэффициент отражения света пленкой будет максимальным. Иначе говоря, в отраженном свете будет наблюдаться интерференционный максимум. Если теперь подсчитать число интерференционных максимумов m периодически возникающих при изменении угла падения светового луча на образец от θ₁ до θ₂, то толщину пленки можно определить по формулеWhen the optical path difference Δ between two reflected beams is an integer number of wavelengths, the light reflection coefficient of the film will be maximum. In other words, an interference maximum will be observed in the reflected light. If we now calculate the number of interference maxima m periodically arising when the angle of incidence of the light beam on the sample changes from θ ₁ to θ ₂ , then the film thickness can be determined by the formula

Для реализации предложенного метода измерений необходимо изменять в строго определенных пределах угол падения светового луча на образец в фиксированной точке на его поверхности.To implement the proposed measurement method, it is necessary to change, within strictly defined limits, the angle of incidence of the light beam on the sample at a fixed point on its surface.

Существует несколько решений такой задачи. Японские ученые под руководством профессора Мори (Ohyama Т., Mori Y.H. Optical method for measuring uniform thickness of the order of 10 Mm - 1 mm of transparent solid and liquid films // Review of scientific instruments. 1987. V.58, №10. P.1860-1864) предложили использовать для изменения угла падения лазерного луча на образец пантограф. В их установке изменение угла падения в диапазоне от 32° до 59° осуществлялось за 10 секунд. Такое время является не приемлемым для контроля толщины нестабильных во времени пленок. Профессор Ояма и его сотрудники (Ohyama Т., К.Endoh, F.Mikami, Mori Y.H., Review of scientific instruments. 1988. V.59, P.2018,) применили для подобных измерений собирающие линзы, установленные на расстоянии от испытуемой пленки равном фокусному. Однако, нагрев пленки лазерным излучением способен привести к ее деформации и термокапиллярному движению. Кроме того, метод использует фоторегистрацию интерференционной картины, что ограничивает быстродействие реализующей его аппаратуры. Исследователи из группы профессора Насоко (Nosoko Т., Mori Y.H., Nagata Т. // Review of scientific instruments. 1996, V.67, P.2685) развили метод Оямы, улучшив точность измерения и упростив процесс калибровки прибора, сохранив при этом фоторегистрацию интерференционной картины.There are several solutions to this problem. Japanese scientists led by Professor Mori (Ohyama T., Mori YH Optical method for measuring uniform thickness of the order of 10 Mm - 1 mm of transparent solid and liquid films // Review of scientific instruments. 1987. V.58, No. 10. P.1860-1864) proposed to use a pantograph to change the angle of incidence of the laser beam on the sample. In their installation, the change in the angle of incidence in the range from 32 ° to 59 ° was carried out in 10 seconds. Such a time is not acceptable for controlling the thickness of time-unstable films. Professor Oyama and his collaborators (Ohyama T., K. Endoh, F. Mikami, Mori YH, Review of scientific instruments. 1988. V.59, P.2018,) used collecting lenses mounted at a distance from the test film for such measurements equal to focal. However, heating the film with laser radiation can lead to its deformation and thermocapillary motion. In addition, the method uses photo-recording of the interference pattern, which limits the speed of the equipment that implements it. Researchers from the group of professors Nasoko (Nosoko T., Mori YH, Nagata T. // Review of scientific instruments. 1996, V.67, P.2685) developed the Oyama method, improving the measurement accuracy and simplifying the calibration process of the device, while maintaining photo-recording interference pattern.

Известно устройство для неразрушающего измерения толщины диэлектрических и полупроводниковых пленок, (Fedortsov А.В., Letenko D.G, Churkin Yu.V., Torchinsky I.A., Ivanov A.S. A fast operating laser device for measuring the thicknesses of transparent solid and liquid films. Rev. Of Scientific Instruments, 1992, т.63 №7 с.3579) содержащее лазер, плоское вращающееся зеркало, неподвижные эллиптические зеркала, держатель образцов, приемник излучения и регистрирующий прибор. Это устройство позволяет измерить толщину пленки, исходя из числа экстремумов угловой зависимости интенсивности отраженного от образца излучения, приходящихся на заданный диапазон изменения угла падения лазерного луча на образец в фиксированной точке согласно формуле (2).A device for non-destructive measurement of the thickness of dielectric and semiconductor films is known (Fedortsov A.V., Letenko DG, Churkin Yu.V., Torchinsky IA, Ivanov AS A fast operating laser device for measuring the thicknesses of transparent solid and liquid films. Rev. Of Scientific Instruments, 1992, Vol. 63 No. 7, p. 3579) containing a laser, a flat rotating mirror, fixed elliptical mirrors, a sample holder, a radiation receiver, and a recording device. This device allows you to measure the film thickness based on the number of extrema of the angular dependence of the intensity of the radiation reflected from the sample falling within a given range of the angle of incidence of the laser beam on the sample at a fixed point according to formula (2).

В описываемом устройстве плоское вращающееся зеркало расположено так, что ось вращения лежит на его поверхности и проходит через один из фокусов первого эллиптического зеркала. Во втором фокусе этого зеркала расположена измеряемая точка образца. Изменение угла падения на образец достигается непрерывным вращением зеркала. Луч лазера отражается от поверхности первого эллиптического зеркала во второй фокус, где находится измеряемая пленка. Отраженный от образца луч при помощи второго эллиптического зеркала направляется на фотоприемник, сигнал которого поступает на осциллограф. На экране осциллографа наблюдается угловая зависимость интенсивности отраженного от пленки лазерного луча.In the described device, a flat rotating mirror is located so that the axis of rotation lies on its surface and passes through one of the foci of the first elliptical mirror. The second focus of this mirror is the measured point of the sample. The change in the angle of incidence on the sample is achieved by continuous rotation of the mirror. The laser beam is reflected from the surface of the first elliptical mirror into the second focus, where the measured film is located. The beam reflected from the sample by means of a second elliptical mirror is directed to a photodetector, the signal of which is fed to the oscilloscope. An angular dependence of the intensity of the laser beam reflected from the film is observed on the oscilloscope screen.

Существенным недостатком данного устройства является его высокая стоимость, вследствие использования несферической оптики (эллиптических зеркал).A significant disadvantage of this device is its high cost, due to the use of non-spherical optics (elliptical mirrors).

Известно устройство для неразрушающего измерения толщины диэлектрических и полупроводниковых пленок (патент на полезную модель №120490, опубл. 20.09.2012 г.), принятое за прототип, содержащее маркер, прерывающий падение лазерного луча на образец под фиксированным углом.A device for non-destructive measurement of the thickness of dielectric and semiconductor films is known (patent for utility model No. 120490, published on 09/20/2012), adopted as a prototype containing a marker that interrupts the incidence of a laser beam on a sample at a fixed angle.

Устройство содержит (фиг.2):The device contains (figure 2):

1 и 2 - сферические зеркала1 and 2 - spherical mirrors

3 - неподвижный источник излучения (лазер);3 - fixed source of radiation (laser);

4 - вращающееся зеркало с плоской отражающей поверхностью;4 - a rotating mirror with a flat reflective surface;

5 - держатель образца (пленки);5 - sample holder (film);

6 - образец;6 - sample;

7 - приемник излучения;7 - radiation receiver;

8 - регистрирующий прибор,8 - recording device

9 - маркер, прерывающий лазерный луч под заданным углом.9 - marker interrupting the laser beam at a given angle.

Взаимное расположения элементов в предлагаемом устройстве (его оптическая схема) является следующим. Ось вращения плоского зеркала 4 лежит на его поверхности. Луч лазера 3 направлен в точку, лежащую на поверхности плоского зеркала 4 на оси его вращения (точка М).The mutual arrangement of the elements in the proposed device (its optical scheme) is as follows. The axis of rotation of the flat mirror 4 lies on its surface. The laser beam 3 is directed to a point lying on the surface of a flat mirror 4 on the axis of its rotation (point M).

Зеркало 1, маркер, прерывающий лазерный луч под заданным углом 9 и держатель образца 5 установлены так, что измеряемая точка образца 6 пленки (точка N), является оптически сопряженной точке М. Зеркало 2 и приемник излучения 7 расположены таким образом, что зеркало 2 частично перекрывает сектор (веер) лучей лазера 3, отраженных от пленки 6 в точке N при их падении в эту точку при различных угловых положениях плоского зеркала 4.The mirror 1, the marker interrupting the laser beam at a given angle 9, and the sample holder 5 are mounted so that the measured point of the film sample 6 (point N) is optically conjugated to point M. Mirror 2 and the radiation receiver 7 are located so that the mirror 2 is partially overlaps the sector (fan) of the laser 3 rays reflected from the film 6 at point N when they fall to this point at different angular positions of the flat mirror 4.

Входное окно фотоприемника излучения находится в точке Р, оптически сопряженной к точке N, в которой измеряется толщина образца 6.The input window of the radiation photodetector is located at point P, optically conjugated to point N, at which the thickness of sample 6 is measured.

Выход фотоприемника излучения соединен с регистрирующим устройством.The output of the radiation photodetector is connected to a recording device.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Первый этап.First step.

Луча лазера 3 попадает в точку N, расположенную на оси вращения плоского зеркала 4 и лежащую на его поверхности. Отразившись от зеркала 4, луч последовательно (вследствие непрерывного вращения зеркала 4), скользит по поверхности зеркала 1, отражаясь под разными углами в одну и ту же точку М образца.The laser beam 3 hits the point N, located on the axis of rotation of the flat mirror 4 and lying on its surface. Reflected from the mirror 4, the beam sequentially (due to the continuous rotation of the mirror 4), slides along the surface of the mirror 1, reflected at different angles to the same point M of the sample.

Точка М оптически сопряжена к точке N. Отраженный от образца 6 в точке М, луч, попадает на зеркало 2, отразившись от которого попадает о одну и ту же точку Р (оптически сопряженную точке М, в которой находится фотоприемник 7).Point M is optically conjugated to point N. Reflected from sample 6 at point M, the beam hits the mirror 2, reflected from which it hits the same point P (optically conjugated to point M, where the photodetector 7 is located).

Сигнал с фотоприемника 7 поступает на вход регистрирующего устройства (например, осциллографа).The signal from the photodetector 7 is fed to the input of a recording device (for example, an oscilloscope).

При вращении плоского зеркала регистрируется угловая зависимость интенсивности отраженного от образца лазерного излучения.During rotation of a flat mirror, the angular dependence of the intensity of laser radiation reflected from the sample is recorded.

Из количества пиков (числа интерференционных максимумов) этой зависимости по формуле (2) определяют диапазон, в котором находится толщина пленки.From the number of peaks (the number of interference maxima) of this dependence, the range in which the film thickness is determined by formula (2) is determined.

Второй этап.Second phase.

Известно, что зависимость коэффициента отражения пленки от ее толщины при фиксированном угле падения носит периодический характер (фигура 3) (А.Б.Федорцов, К.Е.Прокофьева "Применение гелий-неонового лазера в интерференционном методе измерения толщины пленок". Изд. ЦНИИ "Электроника" журн. "Электронная техника" (материалы), 1974, №4, с.117). При известном диапазоне изменения толщин пленки, зная величину коэффициента отражения, можно однозначно установить ее толщину.It is known that the dependence of the reflection coefficient of a film on its thickness at a fixed angle of incidence is periodic (figure 3) (A.B. Fedortsov, K.E.Prokofieva "Application of a helium-neon laser in the interference method for measuring film thickness." Publishing House Central Scientific Research Institute "Electronics" journal. "Electronic Technology" (materials), 1974, No. 4, p. 117). With a known range of changes in film thicknesses, knowing the magnitude of the reflection coefficient, it is possible to uniquely establish its thickness.

Реализуется восстановление значения коэффициента отражения лазерного луча при фиксированном значении угла падения на образец в наперед заданную точку. Зная диапазон, в котором лежит толщина пленки, по графику, представленному на фигуре 3, определяют точное значение толщины пленки.The restoration of the value of the reflection coefficient of the laser beam is realized at a fixed value of the angle of incidence on the sample at a predetermined point. Knowing the range in which the film thickness lies, according to the graph presented in figure 3, determine the exact value of the film thickness.

Процесс восстановления значения коэффициента отражения лазерного луча образцом происходит следующим образом:The process of restoring the value of the reflection coefficient of a laser beam by a sample is as follows:

Наблюдается интерференционная картина, в которой присутствует разрыв, обусловленный установкой маркера на пути лазерного луча. Регистрируют два ближайших к разрыву, расположенных по обе стороны от него, значения коэффициента отражения. Определяют искомое значение R, как среднее арифметическое от значений ближайших коэффициентов отражения.An interference pattern is observed in which there is a gap due to the installation of a marker in the path of the laser beam. The two reflection values closest to the gap, located on either side of it, are recorded. The desired value of R is determined as the arithmetic mean of the values of the nearest reflection coefficients.

Существенным недостатком данного устройства является то, что в процессе вращения плоского зеркала 4, неподвижный маркер 9, установленный для определения угла падения зондирующего луча на образец 6, перекрывает доступ этого луча к поверхности образца при данном значении угла. При этом, значение коэффициента отражения R, соответствующее выделенному углу, не определяется. Недостающие значения коэффициента отражения R приходится восстанавливать математическими методами, что с одной стороны, требует разработки дополнительных алгоритмов обработки информации, а с другой - приводит к ошибке в определении коэффициента R и, как следствие, снижает точность измерений.A significant disadvantage of this device is that during the rotation of the flat mirror 4, the fixed marker 9, installed to determine the angle of incidence of the probe beam on the sample 6, blocks the access of this beam to the surface of the sample at a given angle value. Moreover, the value of the reflection coefficient R corresponding to the selected angle is not determined. Missing values of the reflection coefficient R have to be restored by mathematical methods, which, on the one hand, requires the development of additional information processing algorithms, and on the other hand, leads to an error in determining the coefficient R and, as a result, reduces the accuracy of measurements.

Техническим результатом является повышение точности измерений толщины прозрачных диэлектрических и полупроводниковых слоев.The technical result is to increase the accuracy of thickness measurements of transparent dielectric and semiconductor layers.

Технический результат достигается тем, что устройство для неразрушающего измерения толщины диэлектрических и полупроводниковых пленок, содержащее источник монохроматического излучения, держатель образца, вращающееся плоское зеркало, ось вращения которого расположена на его отражающей поверхности, и приемник излучения, который подсоединен к регистрирующему устройству, первое сферическое зеркало, установленное так, что точка, оптически сопряженная с точкой образца, в которой производятся измерения, находится на оси вращения плоского зеркала, в месте падения на него излучения источника, и второе сферическое зеркало, установленное с возможностью оптического сопряжения точки образца, в которой производятся измерения, и приемной площадки приемника излучения, при различных угловых положениях плоского зеркала, согласно полезной модели, с целью повышения точности измерений, устройство дополнительно содержит электронно-оптический маркер, не прерывающий падение лазерного луча на образец под фиксированным углом, состоящий из дополнительного лазера и дополнительного фотоприемника излучения этого лазера.The technical result is achieved by the fact that the device for non-destructive measurement of the thickness of dielectric and semiconductor films containing a monochromatic radiation source, a sample holder, a rotating flat mirror, the axis of rotation of which is located on its reflective surface, and a radiation receiver that is connected to a recording device, the first spherical mirror set so that the point optically conjugated to the point of the sample at which measurements are made is located on the axis of rotation of the plane the mirror, at the point of incident of the radiation of the source, and a second spherical mirror mounted with the possibility of optical conjugation of the point of the sample at which the measurements are made, and the receiving area of the radiation receiver, at different angular positions of the flat mirror, according to the utility model, in order to increase the measurement accuracy , the device additionally contains an electron-optical marker that does not interrupt the incidence of the laser beam on the sample at a fixed angle, consisting of an additional laser and an additional photo radiation receiver of this laser.

Лазер 9 и фотоприемник его излучения 10 (фиг.4) установлены таким образом, что формируют электрический сигнал, соответствующий заданному углу падения зондирующего луча на образец. При этом доступ зондирующего луча к поверхности образца не прерывается.The laser 9 and the photodetector of its radiation 10 (figure 4) are installed in such a way that they form an electrical signal corresponding to a given angle of incidence of the probe beam on the sample. In this case, the access of the probe beam to the surface of the sample is not interrupted.

Устройство для неразрушающего измерения толщины пленок содержит (фиг.5):A device for non-destructive measurement of film thickness contains (figure 5):

1 и 2 - сферические зеркала1 and 2 - spherical mirrors

3 - неподвижный источник излучения (зондирующий лазер);3 - stationary source of radiation (probe laser);

5 - держатель образца (пленки);5 - sample holder (film);

6 - образец;6 - sample;

7 - приемник излучения;7 - radiation receiver;

8 - регистрирующий прибор;8 - recording device;

9 - дополнительный лазер;9 - an additional laser;

10 - дополнительный фотоприемник.10 - additional photodetector.

Зеркало 1 и держатель образца 5 установлены так, что измеряемая точка образца 6 пленки (точка N), является оптически сопряженной точке М. Зеркало 2 и приемник излучения 7 расположены таким образом, что зеркало 2 частично перекрывает сектор (веер) лучей лазера 3, отраженных от пленки 6 в точке N при их падении в эту точку при различных угловых положениях плоского зеркала 4.The mirror 1 and the sample holder 5 are mounted so that the measured point of the film sample 6 (point N) is an optically conjugate point M. The mirror 2 and the radiation receiver 7 are arranged so that the mirror 2 partially covers the sector (fan) of the laser rays 3 reflected from the film 6 at point N when they fall to this point at different angular positions of the flat mirror 4.

Входное окно фотоприемника 7 излучения зондирующего лазера 3 находится в точке Р, оптически сопряженной к точке N, в которой измеряется толщина образца 6.The input window of the photodetector 7 of the radiation of the probe laser 3 is located at point P, optically conjugated to point N, in which the thickness of the sample 6 is measured.

Выход фотоприемника 7 излучения соединен с регистрирующим устройством 8.The output of the radiation photodetector 7 is connected to a recording device 8.

Дополнительный лазер 9 и приемник его излучения 10 установлены так, чтобы луч лазера 9, направленный на вращающееся зеркало 4, отражался от него, и попадал во входное окно фотоприемника 10 только в момент, соответствующий заданному углу падения луча зондирующего лазера 3 на образец 6.The additional laser 9 and its radiation receiver 10 are mounted so that the laser beam 9 directed at the rotating mirror 4 is reflected from it and enters the input window of the photodetector 10 only at the moment corresponding to the given angle of incidence of the beam of the probe laser 3 on the sample 6.

Процесс измерения толщины образца осуществляется в два этапа. На первом этапе определяется диапазон толщин образца, так же, как и в устройстве - прототипе. На втором этапе точное значение толщины образца определяется по значению коэффициента отражения, регистрируемого при заданном угле падения луча на образец. В предлагаемом техническом решении угол падения луча на образец задается установкой не механического, а электронно-оптического маркера. При этом доступ зондирующего луча к поверхности образца не прерывается, и не требуется восстановления утерянного значения коэффициента отражения лазерного луча образцом.The process of measuring the thickness of the sample is carried out in two stages. At the first stage, the range of thicknesses of the sample is determined, as well as in the prototype device. At the second stage, the exact value of the thickness of the sample is determined by the value of the reflection coefficient recorded at a given angle of incidence of the beam on the sample. In the proposed technical solution, the angle of incidence of the beam on the sample is set by setting not an mechanical, but an electron-optical marker. In this case, the access of the probe beam to the surface of the sample is not interrupted, and the restoration of the lost value of the reflection coefficient of the laser beam by the sample is not required.

Первый этап.First step.

Точка М оптически сопряжена к точке N. Отраженный от образца 6 в точке М, луч, попадает на зеркало 2, отразившись от которого попадает в одну и ту же точку Р (оптически сопряженную точке М, в которой находится фотоприемник 7).Point M is optically conjugated to point N. Reflected from sample 6 at point M, the beam hits the mirror 2, reflected from which it enters the same point P (optically conjugated to point M, where the photodetector 7 is located).

Второй этап.Second phase.

По сигналу, формируемому электронно-оптическим репером, считывается значение коэффициента отражения R зондирующего луча образцом, соответствующее заданному углу падения этого луча в, наперед заданную точку поверхности образца. Зная диапазон, в котором лежит толщина пленки, по графику, представленному на фигуре 3, определяют точное значение толщины пленки.The signal generated by the electron-optical benchmark reads the value of the reflection coefficient R of the probe beam by the sample, which corresponds to a given angle of incidence of this beam at a predetermined point on the surface of the sample. Knowing the range in which the film thickness lies, according to the graph presented in figure 3, determine the exact value of the film thickness.

По результатам проведенных лабораторных исследований точность измерений толщины возросла в 2 раза по сравнению с устройством-прототипом.According to the results of laboratory studies, the accuracy of thickness measurements increased by 2 times compared with the prototype device.

Claims

A device for non-destructive measurement of the thickness of dielectric and semiconductor films, containing a monochromatic radiation source, a sample holder, a rotating flat mirror, the axis of rotation of which is located on its reflective surface, and a radiation receiver that is connected to the recording device, the first spherical mirror mounted so that the point optically conjugated to the point of the sample at which measurements are made is located on the axis of rotation of the flat mirror, at the point of radiation incident on it a source, and a second spherical mirror mounted with the possibility of optical conjugation of the point of the sample at which measurements are made, and the receiving area of the radiation receiver, at different angular positions of the flat mirror, characterized in that the device further comprises an electron-optical marker that does not interrupt the incidence of the laser beam on a sample at a fixed angle, consisting of an additional laser and an additional photodetector of radiation from this laser.