RU2025657C1

RU2025657C1 - Apparatus for measuring thickness of films of multilayer optical coating during deposition in vacuum chamber

Info

Publication number: RU2025657C1
Authority: RU
Inventors: О.В. Александров; Л.Б. Кацнельсон
Original assignee: Ленинградское оптико-механическое объединение
Priority date: 1991-06-21
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 1994-12-30

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: apparatus for measuring thickness of films of multilayer optical coating has a light source, optic system, spectral device with input and output slits, objective lens and two dispersing members, switch for switching monochromatic flows and photodetection system. The monochromatic flow switch is made in the form of a mirror attached to a shaft of a stepping motor and is mounted in the spectral device and capable of alternatively coupling the objective lens of spectral device with two channels in each of which an adjustable diaphragm, filter cutting off non- working orders and dispersing member are sequentially situated. The filter is located at an angle to the channel axis. Dispersion planes of both dispersing members coincide, the spectral device output slit being an extension of its input slit. EFFECT: enhanced accuracy. 3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может найти применение при создании аппаратуры для изготовления многослойных оптических покрытий, наносимых путем осаждения веществ в вакуумной камере. The invention relates to optical instrumentation and may find application in the creation of equipment for the manufacture of multilayer optical coatings applied by deposition of substances in a vacuum chamber.

Известны устройства для контроля толщины пленок, образующих многослойное оптическое покрытие, в процессе нанесения осаждением в вакууме на подложку, основанные на фотоэлектрическом принципе, в соответствии с которым о толщине пленок судят по известной зависимости коэффициента пропускания или отражения детали с наносимыми слоями от оптической толщины [1]. Known devices for controlling the thickness of films forming a multilayer optical coating during deposition in a vacuum on a substrate, based on the photoelectric principle, according to which the thickness of the films is judged by the known dependence of the transmittance or reflection of the part with the applied layers on the optical thickness [1 ].

Известные устройства содержат источник излучения, оптическую систему, канал монохроматизации и фоторегистрирующую систему. Контроль производят по монохроматическому потоку на длине волны λ₀ , фиксируя момент достижения экстремума пропускания (или отражения) образца с контролируемой пленкой. Экстремум регистрируется, когда оптическая толщина h пленки становится равной
h = Kλ₀ /4, K = 1,2,3,... (1)
Точность контроля значительно повышается, если контроль вести по двум длинам волны λ₁ и λ₂ , определяемым из условия:

+

=

. (2)
В этом случае фиксируют разность фотоэлектрических сигналов, пропорциональных коэффициентам пропускания T (или отражения R) при λ₁ и λ₂ . Нанесение очередного слоя заканчивают, когда указанная разность становится равной нулю. Преимущество двухволнового метода обусловлено прежде всего двумя факторами. Во-первых, тем, что на результаты контроля не влияет нестабильность во времени яркости источника излучения, и может быть компенсировано изменение во времени чувствительности фоторегистрирующей системы.Known devices contain a radiation source, an optical system, a monochromatization channel and a photo-recording system. The control is carried out by a monochromatic flow at a wavelength of λ ₀ , fixing the moment of reaching the transmittance (or reflection) extremum of a sample with a controlled film. Extreme is recorded when the optical thickness h of the film becomes equal
h = Kλ _0/4, K = 1,2,3, ... (1)
The control accuracy is significantly increased if the control is carried out at two wavelengths λ ₁ and λ ₂ determined from the condition:

+

=

. (2)
In this case, the difference in the photoelectric signals is proportional to the transmittance T (or reflection R) at λ ₁ and λ ₂ . The application of the next layer is completed when the specified difference becomes equal to zero. The advantage of the two-wave method is primarily due to two factors. Firstly, the fact that the control results are not affected by the instability in time of the brightness of the radiation source, and the change in time of the sensitivity of the photo-recording system can be compensated.

Во-вторых, применение двухволнового метода на 1-2 порядка повышает чувствительность контроля. Это связано с тем, что в районе экстремума, фиксируемого при контроле на одной длине волны, погрешность толщины пленки пропорциональна корню квадратному от фотометрической погрешности, тогда как λ₁ и λ₂ выбираются из условия линейной или квадратичной зависимости между указанными погрешностями. Кроме того, чувствительность возрастает еще в два раза, так как о достижении пленкой требуемой толщины судят по разности двух сигналов.Secondly, the use of the two-wave method by 1-2 orders of magnitude increases the sensitivity of the control. This is due to the fact that in the region of the extremum recorded at a single wavelength during the control, the error in the film thickness is proportional to the square root of the photometric error, while λ ₁ and λ ₂ are selected from the condition of a linear or quadratic dependence between the indicated errors. In addition, the sensitivity increases by a factor of two, since the achievement by the film of the required thickness is judged by the difference of the two signals.

Для достижения точности контроля, обеспечиваемой двухволновым методом, необходимо оптимизировать значения λ₁ и λ₂. Это лучше всего достигается в устройствах, в которых монохроматизация осуществляется с помощью спектрального прибора на основе диспергирующих элементов - дифракционных решеток либо их реплик.To achieve the accuracy of control provided by the two-wave method, it is necessary to optimize the values of λ ₁ and λ ₂ . This is best achieved in devices in which monochromatization is carried out using a spectral device based on dispersing elements - diffraction gratings or their replicas.

Из работающих по двухволновому методу устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату при использовании является устройство, содержащее источник излучения, оптическую систему, спектральный прибор, включающий входную и выходную щели, объектив, два диспергирующих элемента и переключатель монохроматических потоков, и фоторегистрирующую систему [2]. Of the devices operating according to the two-wave method, the device closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result when used is a device containing a radiation source, an optical system, a spectral device including input and output slits, a lens, two dispersing elements and a switch of monochromatic flows, and a photo-recording system [2].

Однако это устройство имеет недостаточную точность контроля из-за низкого отношения сигнал/шум на выходе фоторегистрирующей системы. Это отношение существенно падает при работе в УФ- и ИК- областях спектра, в которых падают чувствительность фотоприемников и излучательная способность источника света. Малое отношение сигнал/шум вызвано тем, что в устройстве-прототипе используется менее половины апертуры оптической системы и апертуры объектива спектрального прибора. However, this device has insufficient control accuracy due to the low signal-to-noise ratio at the output of the photo-recording system. This ratio decreases significantly when operating in the UV and IR spectral regions, in which the sensitivity of photodetectors and the emissivity of the light source decrease. The small signal-to-noise ratio is caused by the fact that the prototype device uses less than half the aperture of the optical system and the aperture of the objective of the spectral device.

Увеличить же указанные апертуры практически невозможно. It is almost impossible to increase these apertures.

Рост апертуры оптической системы, т.е. рост сечений световых пучков, приводит к снижению технологических возможностей вакуумных установок, так как препятствует размещению внутри камеры вблизи ее оси различной технологической оснастки (испарителей, электродов и т.п.), а также снижает внутри вакуумированного объема полезную площадь сечения, в котором осаждаются пленки равномерной толщины. The growth of the aperture of the optical system, i.e. an increase in the cross sections of light beams leads to a decrease in the technological capabilities of vacuum installations, since it prevents the placement of various technological equipment (evaporators, electrodes, etc.) inside the chamber near its axis, and also reduces the useful section area in which the films are deposited uniform thickness.

Увеличение апертуры спектрального прибора недопустимо, так как это приводит к уменьшению монохроматизирующих свойств спектрального прибора (снижает его разрешающую способность) и к возрастанию его габаритов, что с учетом необходимости крепления прибора на вакуумной установке также нежелательно. Это практически не позволяет с его помощью осуществлять контроль на основе двухволнового метода в УФ- и ИК- областях спектра. An increase in the aperture of the spectral device is unacceptable, since this leads to a decrease in the monochromatizing properties of the spectral device (reduces its resolution) and to an increase in its dimensions, which, taking into account the need to mount the device on a vacuum installation, is also undesirable. This practically does not allow using it to control on the basis of the two-wave method in the UV and IR spectral regions.

Целью изобретения является повышение точности контроля. The aim of the invention is to improve the accuracy of control.

Это достигается тем, что устройство для контроля толщины пленок многослойного оптического покрытия в процессе нанесения осаждением в вакуумной камере, содержащее источник излучения, оптическую систему, спектральный прибор, включающий объектив, на оптической оси которого расположены входная и выходная щели, два диспергирующих элемента и переключатель монохроматических потоков, и фоторегистрирующую систему, снабжено двумя диафрагмами и двумя фильтрами отрезающего типа, установленными попарно последовательно на оптической оси объектива между переключателем монохроматических потоков и соответствующими диспергирующими элементами. Переключатель монохроматических потоков выполнен в виде плоского зеркала и установлен с возможностью поворота по ходу излучения за объективом вокруг оси, лежащей в отражающей плоскости, а входная и выходная щели расположены в одной плоскости. This is achieved by the fact that a device for controlling the thickness of the films of a multilayer optical coating during deposition in a vacuum chamber, containing a radiation source, an optical system, a spectral device including a lens, on the optical axis of which there are entrance and exit slits, two dispersing elements and a monochromatic switch flows, and a photo-recording system, is equipped with two diaphragms and two cut-off filters installed in pairs sequentially on the optical axis of the object va between the switch and the respective monochromatic fluxes dispersing elements. The monochromatic flow switch is made in the form of a flat mirror and is mounted with the possibility of rotation along the radiation behind the lens around an axis lying in the reflecting plane, and the input and output slits are located in the same plane.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства при контроле по пропусканию; на фиг. 2 - то же, по отражению, на фиг. 3; показана схема выполнения спектрального прибора. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device for transmission control; in FIG. 2 - the same, in reflection, in FIG. 3; shows a diagram of a spectral instrument.

При контроле по пропусканию (см. фиг. 1) устройство содержит источник 1 излучения, оптическую систему, состоящую из линз 2, 3 и окон 4, 5, спектральный прибор 6 и фоторегистрирующую систему 7. Окна 4, 5 закреплены в вакуумной камере 8, снабженной термическими и (или) электронно-лучевыми и другими испарителями 9 и узлом 10 прерывания осаждения. In transmission control (see Fig. 1), the device contains a radiation source 1, an optical system consisting of lenses 2, 3 and windows 4, 5, a spectral device 6 and a photo-recording system 7. Windows 4, 5 are fixed in a vacuum chamber 8, equipped with thermal and (or) electron beam and other evaporators 9 and node 10 interruption of deposition.

При контроле по отражению (см. фиг. 2) устройство содержит источник 1 излучения, оптическую систему, состоящую из линз 2, и окна 5, спектральный прибор 6 и фоторегистрирующую систему 7. When monitoring the reflection (see Fig. 2), the device contains a radiation source 1, an optical system consisting of lenses 2, and a window 5, a spectral device 6 and a photo-recording system 7.

Спектральный прибор содержит (см. фиг. 3) входную и выходную щели 11 и 12, объектив 13, переключатель 14 монохроматических потоков, закрепленный на оси шагового двигателя 15, диспергирующие элементы 16 и 17, диафрагмы 18 и 19 и установленные под углом γ к оптическим осям каналов фильтры 20 и 21 отрезающего типа. The spectral device contains (see Fig. 3) an input and output slit 11 and 12, a lens 13, a monochromatic flow switch 14, mounted on the axis of the stepper motor 15, dispersing elements 16 and 17, apertures 18 and 19 and installed at an angle γ to the optical the axes of the channels filters 20 and 21 cutting type.

Диафрагмы 18 и 19 (см. фиг. 3) представляют собой шторки, вводимые в пучок лучей, падающих на диспергирующий элемент и отраженных от него. Возможны другие варианты исполнения диафрагм, например типа ирисовой либо "кошачий глаз". The diaphragms 18 and 19 (see Fig. 3) are curtains introduced into the beam of rays incident on the dispersing element and reflected from it. Other diaphragm designs are possible, such as iris or cat's-eye type.

Фильтры 20 и 21 могут быть выполнены как из цветных оптических стекол, так и многослойных систем, построенных на основе интерференционных (лазерных) зеркал. Filters 20 and 21 can be made of both colored optical glasses and multilayer systems built on the basis of interference (laser) mirrors.

Образец 22 (см. фиг. 1 и 2) с контролируемыми пленками, образующими многослойное покрытие, расположен в вакуумной камере 8. Sample 22 (see Fig. 1 and 2) with controlled films forming a multilayer coating, is located in the vacuum chamber 8.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

Многослойное покрытие изготавливают путем осаждения на оптические детали пленок, составляющих покрытие. A multilayer coating is made by deposition on the optical parts of the films constituting the coating.

Вещества, образующие пленки, испаряются в вакуумной камере 8 (см. фиг. 1 и 2) из испарителей 9 в требуемой последовательности. При этом оптические детали (на фиг. 1 и 2 не показаны) и образец 22 с контролируемыми пленками находятся на равном расстоянии от испарителей 9. The substances that form the films evaporate in the vacuum chamber 8 (see Figs. 1 and 2) from the evaporators 9 in the required sequence. In this case, the optical parts (not shown in FIGS. 1 and 2) and the sample 22 with controlled films are located at an equal distance from the evaporators 9.

Процесс нанесения на оптические детали пленки заканчивают при достижении контролируемой пленкой требуемой (расчетной) толщины, чему соответствует равенство коэффициентов пропускания (Т) или отражения (R) образца 22 для λ₁ и λ₂ , т.е.The deposition process on the optical parts of the film is completed when the controlled film reaches the required (calculated) thickness, which corresponds to the equality of the transmittance (T) or reflection (R) of sample 22 for λ ₁ and λ ₂ , i.e.

T(λ₁)=T(λ₂) или R(λ₁)=R(λ₂) (3) где λ₁ и λ₂ соответствуют условию (2)
При контроле по пропусканию, (см. фиг. 1) линза 2 создает изображение источника 1 - лампы накаливания на контрольном образце 22, расположенном внутри вакуумной камеры 8. Пучок лучей падает на образец под углом i. Лучистый поток, прошедший контролируемую пленку, попадает на линзу 3, которая переносит изображение нити накала источника света на вход спектрального прибора 6.T (λ ₁ ) = T (λ ₂ ) or R (λ ₁ ) = R (λ ₂ ) (3) where λ ₁ and λ ₂ correspond to condition (2)
In the transmission control (see Fig. 1), lens 2 creates an image of a source 1 — an incandescent lamp on a control sample 22 located inside the vacuum chamber 8. A beam of rays falls on the sample at an angle i. The radiant flux passing through the controlled film enters the lens 3, which transfers the image of the filament of the light source to the input of the spectral device 6.

Лучистый поток проходит в спектральный прибор 6 через входную щель 11 (см. фиг. 3), которая расположена в фокальной плоскости объектива 13. Создаваемый объективом 13 параллельный поток направляется на переключатель 14 монохроматических потоков, выполненный в виде плоского зеркала и установленный с возможностью поворота. Переключатель 14 закреплен на валу шагового двигателя 15. The radiant flux passes into the spectral device 6 through the input slit 11 (see Fig. 3), which is located in the focal plane of the lens 13. The parallel flux created by the lens 13 is directed to the monochromatic flux switch 14, made in the form of a flat mirror and mounted for rotation. The switch 14 is mounted on the shaft of the stepper motor 15.

Переключатель 14 попеременно направляет поток на диафрагмы 18 и 19 и далее на фильтры 20 и 21 отрезающего типа. The switch 14 alternately directs the flow to the diaphragms 18 and 19 and then to the cut-off type filters 20 and 21.

Диафрагмы и фильтры установлены попарно 18, 20 и 19, 21 на оптической оси объектива 13 между переключателем 14 монохроматических потоков и соответствующим диспергирующим элементом (16 либо 17). Фильтры 20 и 21 предназначены для подавления излучения, дифрагированного диспергирующими элементами (дифракционными решетками) в высоких порядках спектра. Apertures and filters are mounted in pairs 18, 20 and 19, 21 on the optical axis of the lens 13 between the monochromatic flow switch 14 and the corresponding dispersing element (16 or 17). Filters 20 and 21 are designed to suppress radiation diffracted by dispersing elements (diffraction gratings) in high orders of the spectrum.

Оптическая ось объектива 13, соответствующая положению переключателя 14, показанному сплошной линией, и оптическая ось объектива 13, соответствующая положению переключателя 14, показанному пунктирной линией, образуют угол 2β, ( β - угол поворота плоского зеркала, выполняющего роль переключателя 14 монохроматических потоков). В варианте исполнения, показанном на фиг. 3, β - угол поворота оси шагового двигателя 15. The optical axis of the lens 13, corresponding to the position of the switch 14, shown by a solid line, and the optical axis of the lens 13, corresponding to the position of the switch 14, shown by the dashed line, form an angle 2β, (β is the angle of rotation of a flat mirror acting as a switch 14 of monochromatic flows). In the embodiment shown in FIG. 3, β is the angle of rotation of the axis of the stepper motor 15.

Когда переключатель 14 направляет излучение на диспергирующий элемент 16, дифрагированное им монохроматическое излучение с длиной волны λ₁ , направляется в обратном ходе по оси объектива 13 и фокусируется им в выходную щель 12, а оттуда - в фоторегистрирующую систему. Когда работает диспергирующий элемент 17, в фоторегистрирующую систему попадает излучение с длиной волны λ₂ . Фоторегистрирующая система 7 (см. фиг. 1) наряду с фотоприемником, усилителем и другими элементами содержит микропроцессор, в котором путем временной селекции вычисляется значение Φ сигнала.When the switch 14 directs the radiation to the dispersing element 16, the monochromatic radiation diffracted by it with a wavelength of λ ₁ is directed in the opposite direction along the axis of the lens 13 and is focused by it into the output slit 12, and from there into the photo-recording system. When the dispersing element 17 is operating, radiation with a wavelength of λ ₂ enters the photo-recording system. The photo-recording system 7 (see Fig. 1) along with a photodetector, amplifier, and other elements contains a microprocessor in which the signal Φ value is calculated by temporary selection.

Φ= K[ I(λ₁)-I(λ₂)], (4) где I ( λ₁ ) и I ( λ₂ ) - монохроматические потоки излучения, выходящие из спектрального прибора, когда работают диспергирующие элементы 16 или 17 (см. фиг. 3) соответственно;
K - коэффициент пропорциональности.Φ = K [I (λ ₁ ) -I (λ ₂ )], (4) where I (λ ₁ ) and I (λ ₂ ) are monochromatic radiation fluxes coming out of the spectral device when dispersing elements 16 or 17 ( see Fig. 3), respectively;
K is the coefficient of proportionality.

Значения I ( λ₁ ) и I ( λ₂ ) пропорциональны коэффициентам пропускания T ( λ₁ ) и T ( λ₂ ) образца 22 с контролируемой пленкой. Длины волн λ₁ и λ₂ выбирают из условия получения максимальной точности контроля для наносимой пленки либо группы пленок, входящих в многослойное покрытие. При этом должно обеспечиваться выполнение условия (2).The values of I (λ ₁ ) and I (λ ₂ ) are proportional to the transmittances T (λ ₁ ) and T (λ ₂ ) of sample 22 with a controlled film. The wavelengths λ ₁ and λ ₂ are selected from the condition of obtaining the maximum control accuracy for the applied film or group of films included in the multilayer coating. In this case, the fulfillment of condition (2) must be ensured.

Перед нанесением контролируемой пленки с помощью регулируемых диафрагм 18 и 19 устанавливается равенство начальных значений I ( λ₁ ) и I ( λ₂ ), т. е. настраивают прибор так, чтобы Φ = 0. При этом желательно, чтобы сигналы, соответствующие монохроматическим потокам, были достаточно велики. Для этого сначала устанавливают отсчет на длине волны, на которой значение сигнала меньше.Before applying the controlled film using adjustable diaphragms 18 and 19, the equality of the initial values of I (λ ₁ ) and I (λ ₂ ) is established, that is, the device is adjusted so that Φ = 0. In this case, it is desirable that the signals corresponding to monochromatic flows were large enough. To do this, first set the count at a wavelength at which the signal value is less.

По мере нанесения контролируемой пленки абсолютное значение Φ сначала растет, а затем падает, при этом значение Φ может быть как положительным, так и отрицательным. В момент, когда Φ = 0, фоторегистрирующая система 7 (см. фиг. 1) вырабатывает команду, по которой узел 10 прерывания осаждения перекрывает поток вещества, поступающего с испарителей 9 на образец 22 с контролируемой пленкой. Одновременно выключаются испарители 9. As the controlled film is deposited, the absolute value of Φ first increases and then decreases, while the value of Φ can be either positive or negative. At the moment when Φ = 0, the photo-recording system 7 (see Fig. 1) generates a command, according to which the deposition interruption unit 10 blocks the flow of matter coming from the evaporators 9 to the sample 22 with a controlled film. At the same time, the evaporators turn off 9.

Для того, чтобы обеспечить полное заполнение апертуры объектива 13 лучами, дифрагированными обоими диспергирующими элементами 16 и 17, они установлены так, что их плоскости дисперсии совпадают и заполнение апертуры достигается в обоих рабочих положениях переключателя 14, оптически сопряженного с указанными деталями спектрального прибора. При этом возникает опасность того, что свет, дифрагированный в нерабочих порядках одним из диспергирующих элементов, после отражения от деталей конструкции спектрального прибора может попасть на другой элемент, затем вновь на первый элемент и далее в выходную щель. Это приведет к появлению мешающего излучения в приборе и к снижению точности контроля. In order to ensure that the aperture of the lens 13 is completely filled with rays diffracted by both dispersing elements 16 and 17, they are mounted so that their dispersion planes coincide and the aperture is filled in both operating positions of the switch 14, which is optically coupled to the indicated parts of the spectral device. In this case, there is a danger that light, diffracted inoperatively by one of the dispersing elements, after reflection from the construction details of the spectral device, can fall onto another element, then again onto the first element and then into the exit slit. This will lead to the appearance of interfering radiation in the device and reduce the accuracy of the control.

Чтобы исключить указанный эффект, входная и выходная щели 11 и 12 расположены в одной плоскости (вид по стрелке В на фиг. 3). При таком расположении параллельный поток падает на диспергирующий элемент под углом α /2 к его плоскости дисперсии. To eliminate this effect, the input and output slots 11 and 12 are located in the same plane (view along arrow B in Fig. 3). With this arrangement, the parallel flow falls on the dispersing element at an angle α / 2 to its dispersion plane.

α =

где l - расстояние по высоте между центрами входной и выходной щелей;
f - фокусное расстояние объектива 13.α =

where l is the height distance between the centers of the input and output slits;
f is the focal length of the lens 13.

Другим источником погрешности может служить излучение, которое второй раз попадает на один и тот же диспергирующий элемент, отразившись в обратном ходе от расположенного перед ним фильтра. Чтобы исключить этот эффект, фильтры 20 и 21 размещены под углом γ к оптической оси канала, значение которого должно соответствовать условию
γ> (α +

) =

, где h - высота входной (выходной) щели.Another source of error can be radiation, which a second time hits the same dispersing element, reflected in the reverse course from the filter located in front of it. To eliminate this effect, the

filters

20 and 21 are placed at an angle γ to the optical axis of the channel, the value of which must correspond to the condition
γ> (α +

) =

where h is the height of the input (output) slit.

В ряде случаев для повышения точности контроля целесообразно оптимизировать ширину выделяемого спектрального интервала Δλ . В рассматриваемом устройстве значение Δλ определяется произведением обратной линейной дисперсии спектрального прибора на геометрическую ширину щели, меняя которую можно снижать погрешность при контроле слоя данного конкретного покрытия. In some cases, to increase the control accuracy, it is advisable to optimize the width of the allocated spectral interval Δλ. In the device under consideration, the value of Δλ is determined by the product of the inverse linear dispersion of the spectral device by the geometric width of the slit, changing which can reduce the error when controlling the layer of this particular coating.

При контроле по отражению, т.е. когда I (λ₁) и I (λ₂) пропорциональны коэффициентам отражения R (λ₁) и R (λ₂) образца, линза 2' (см. фиг. 2) создает изображение источника 1' излучения лампы накаливания на контрольном образце 22. Лучистый поток, отраженный контролируемой пленкой, попадает на линзу 3, которая переносит изображение нити накала на вход спектрального прибора 6. Пучки лучей падают и отражаются от образца под углом i. Далее работа ведется так же, как при контроле по пропусканию.When monitoring by reflection, i.e. when I (λ ₁ ) and I (λ ₂ ) are proportional to the reflection coefficients R (λ ₁ ) and R (λ ₂ ) of the sample, the lens 2 '(see Fig. 2) creates an image of the incandescent light source 1' on the control sample 22 The radiant flux reflected by the controlled film hits the lens 3, which transfers the image of the filament to the input of the spectral device 6. The beam beams fall and are reflected from the sample at an angle i. Further work is carried out in the same way as in transmission control.

Возможен вариант исполнения устройства, в котором пучки лучей от источников излучения 1 (либо 1') (см. фиг. 1 и 2) падают на образец 22 с контролируемой пленкой по нормали (i = 0). В этом случае при контроле по отражению лучи, падающие на образец 22 и отраженные от него, разделяются с помощью светоделителя, коэффициенты отражения и пропускания которого примерно равны. Светоделитель устанавливается под углом 45^о к падающим на него пучкам.An embodiment of the device is possible in which the beams of rays from radiation sources 1 (or 1 ') (see Figs. 1 and 2) fall on sample 22 with a controlled film along the normal (i = 0). In this case, when monitoring the reflection, the rays incident on the sample 22 and reflected from it are separated using a beam splitter, the reflection and transmission coefficients of which are approximately equal. The beam splitter is installed at an angle of ⁴⁵ ° to the incident beams at him.

Таким образом, в предложенном устройстве практически отсутствуют потери лучистой энергии, вызванные неполным использованием сечений апертур оптических элементов, входящих в него. Thus, in the proposed device there are practically no losses of radiant energy caused by the incomplete use of the cross sections of the apertures of the optical elements included in it.

В известном устройстве два монохроматических излучения после выходной щели спектрального прибора идут разными путями (расходятся). Поэтому, чтобы собрать всю энергию, выходящую из спектрального прибора, требуется приемник с фоточувствительной площадкой в несколько десятков квадратных миллиметров. Тогда как высокочувствительные приемники ИК-излучения имеют фоточувствительную площадку на один-два порядка меньше. Возможность применения в предлагаемом устройстве приемников с маленькой фоточувствительной площадкой позволяет на порядок повысить точность контроля, когда одна или обе рабочие длины волны лежат в ИК-области спектра. In the known device, two monochromatic radiation after the exit slit of the spectral device go in different ways (diverge). Therefore, to collect all the energy coming out of the spectral instrument, a receiver with a photosensitive area of several tens of square millimeters is required. Whereas highly sensitive infrared detectors have a photosensitive area one to two orders of magnitude smaller. The possibility of using receivers with a small photosensitive area in the proposed device makes it possible to increase the control accuracy by an order of magnitude when one or both operating wavelengths lie in the infrared region of the spectrum.

Claims

DEVICE FOR CONTROLING THICKNESS OF FILMS OF MULTI-LAYERED OPTICAL COATING DURING ITS APPLICATION BY DEPOSITION IN A VACUUM CAMERA, containing a radiation source, an optical system, a spectral device that includes a lens, on the optical axis of which there are input and output slits, two dispersive sensors and two dispersing switches system, characterized in that, in order to increase the control accuracy, it is equipped with two diaphragms and two cut-off filters installed in pairs sequentially on the optical axis of the lens between the switch of monochromatic flows and the corresponding dispersing elements, the switch of monochromatic flows is made in the form of a flat mirror and is installed along the radiation behind the lens with the possibility of rotation around an axis lying in the reflecting plane, and the input and output slits are located in the same plane.