SU1495648A1 - Спектроэллипсометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к исследовани м химических и физических свойств веществ с помощью оптических пол ризационных методов и может использоватьс  дл  определени  оптических посто нных исследуемых материалов, параметров тонких пленок на различных подложках. Целью изобретени   вл етс  расширение спектрального диапазона измерений при повышении чувствительности, упрощение конструкции и уменьшение потребл емой мощности спектроэллипсоида. Дл  этого анализаторы фазового и амплитудного измерительных каналов, раздел ющие световое излучение в каждом канале на два ортогонально-пол ризованных световых пучка, объединены в единые блоки с механическими модул торами, обеспечивающими 100%-ную противофазную модул цию этих пучков, с последующим их совмещением на приемной площадке фотоприемного устройства соответствующего канала. Спектроэллипсометр может найти применение в качестве измерительного прибора в оптической и полупроводниковой технологии. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области исследовани  химических и физических свойств веществ с помощью оптических методов путем измерени  состо ни  пол ризации излучени , отраженного от исследуемого объекта , и может быть использовано дл  определени  параметров тонких пленок на различных подложках и оптических посто нных исследуемых материалов.

Целью изобретени   вл етс  расширение спектрального диапазона измерений при повышении чувствительности эллипсометра, упрощение конструкции и уменьшение потребл емой мощности.

На чертеже приведена оптическа  схема спектроэллипсометра.

Излучение от лампы 1 с помощью линзы 2 проецируетс  на входную щель мо- нохроматора 3, далее монохроматическое излучение , выдел емое монохроматором, распростран етс  через линзу 4 и пол ризатор 5. Линза 4 проецирует изображение выходной щели монохроматора в плоскость установки образца 6. Излучение, отраженное от образца, с помощью поворотной призмы 7 полного внутреннего отражени  делитс  на два измерительных канала. В первом измерительном канале излучение проходит компенсатор 8 и падает на дво копрелом- л ющую призму 9. Во втором измерительном канале излучение, отраженное от призмы 7, падает на дво копреломл ющую призму 10. После прохождени  призмы излучение каждого канала раздел етс  на два пучка, излучение которых пол ризовано линейно и взаимно ортогонально. С помощью линз 11 и 12 в плоскость установки модул торов 13 и 14 проецируетс  двойное изображение выходной щели моно4

СО

сд

о:

оо

хроматора. Линзами 15 и Ш излучений проецируетс  на фотоприемники 17 и 18. Па- даю111,ее на модул тор пространственно разделенное и; лучение модулируетс  в противо- ф :и .

Принцип работы спектроэллипсометра заключаетс  в установке азимутов ориентации пол ризатора 5 и дво копреломл ющих призм 9 и 10 обоих измерительных каналов в такие положени , когда интенсивности пространственно разделенных ортогонально-пол ризованных световых пучков в каждом канале равны между собой. При этом в фототоке приемников 17 и 18 отсутствует модул ционна  составл юща , а азимуты ориентации пол ризатора 5 и дво копреломл ющих призм 9 и 10 удовлетвор ют соотношени м

2А|-90°+А 0; гже Д и ч -измер емые эллипсометричесСпектроэллипсометр , содержащий оптически св занные источник спектрального излучени , фокусируюшую и коллимирующую оптику, монохроматор, пол ризатор, призму полного внутреннего отражени , раздел ющую излучение, отраженное от образца на

налов;

Р-азимут ориентации пол ризатора .

Дл  сохранени  100%-ной амплитудной противофазной модул ции ортогонально-пол ризованных световых пучков в каждом канале цри изменении азимутов ориентации

кие параметры;

AI, А ) - азимуты ориентации дву копре- 20 фазовый измерительный канал, снабжен- ломл ющих призм фазового иный компенсатором, анализатором, модул тоамплитудных измерительных ка-ром и фотоприемным устройством, и амплитудный измерительный канал, снабженный анализатором, модул тором и фотоприем- .jr иым устройством, отличающийс  тем, что, с целью расщирени  спектрального диапазона измерений при повышении чувствительности , упрощени  конструкции и уменьшени  потребл емой мощности, анализаторы и модул торы фазового и амплитудного измедво копреломл ющих призм 9 и 10 анали- зо рительных каналов объединены в блоки, заторы и модул торы выполнены в виде бло- представл ющие собой дво копреломл ю- ков, иредставл юцшх собой пол ризацион- щую призму, раздел ющую световое излу- иыо дио коиреломл ющие призмы 9 и 10чение на две ортогонально-пол ризованные

жестко соединенные с механическими преры- составл ющие, жестко соединенную с моду- вател ми - модул торами 13 и 14. фо- л тором, выполненным в виде механичес- кусирующсй оптикой -- линзами 11, 15 35 прерывател , модулирующего эти сос- и 12, 16, объедин ющей ортогонально-пол - тавл ющие в противофазе, и с фокуси- ризоваиные нротивофазно-модулированные рующей оптикой, объедин юшей ортого- световые иучки в каждом канале на при- нально-пол ризованные составл ющие на емных площадках фотоприемников 17 и 18 приемной площадке фотоприемного устройст- соотпетствуюп1его измерительного канала. ва соответствующего измерительного канала.

0

5

Спектроэллипсометр позвол ет обеспечить высокую чувствительность эллипсомет- рических измерений в широком спектральном диапазоне, ограниченном областью прозрачности дво копреломл юш.их призм. В случае использовани  источников излучени  одинаковой мощности и условии достижени  одинаковой спектральной чувствительности он обеспечивает значительно более высокое спектральное разрешение. Отказ от применени  модул ционных  чеек позвол ет сушественно упростить конструкцию прибора, снизить его энергопотребление .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Спектроэллипсометр, содержащий оптически св занные источник спектрального излучени , фокусируюшую и коллимирующую оптику, монохроматор, пол ризатор, призму полного внутреннего отражени , раздел ющую излучение, отраженное от образца на

   0 фазовый измерительный канал, снабжен- ный компенсатором, анализатором, модул то

   1 г

   (.ос I ШЧПЧ . И. в. IIIyiKI. IOH

   1Ч д;|1 Г1 |) II. В)Г)К(.|НмИ. ВоресКорректор 3. Ломчакоиа

   Зака.14251/39Тираж 4t)(iПодписное

   iUlllllIUI Г(н дарстшмнюсо K jMMi4 rM но изобрет(Ч1и м и открыти м мри ГК11Г ( С( Р

   113035, Москиа. Ж 35. Раушска  наб., д. 4/5 1рои:1подсгнс. 1И1о-и;)да1Ч .11.скмй комбинат «Патент, г, Ужгород, у,т, Гагарина, 101

   S3 П 13 S 11