SU1571419A1 - Эллипсометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике оптико-физических измерений, а именно к эллипсометрии, и может быть использовано при контроле оптических параметров поверхности материалов и изделий. Цель изобретени  - упрощение конструкции устройства и повышение точности измерени  оптических характеристик. Устройство содержит излучатель 1, имеющий круговую пол ризацию излучени  (лазер ЛГН-208), плечо пол ризатора 2 и плечо анализатора 3, неподвижно закрепленные на основании 4 так, что их оптические оси параллельны, поворотный стол 5 с закрепленными на нем исследуемым объектом 6 и зеркалом 7. Плоскость падени  излучени  на объект 6 и отражающие поверхности объекта 6 и зеркала 7 взаимно перпендикул рны. В плече пол ризатора 2 установлена пол ризационна  призма Глана 8, жестко св занна  со светоимпульсной системой синхронизации угла поворота, включающей в себ  лимб 9 с р дом меток, расположенных через равные угловые интервалы по его периметру, и одной меткой, сдвинутой по радиусу лимба относительно указанного р да меток, и двум  опорными парами 10 и 11 дл  формировани  электрических импульсов. В плече анализатора 3 установлены последовательно по ходу луча анализатор 12 (призма Глана), фиксирующа  оптическа  система 13 и фотоприемник 14, св занный с входом усилител  15, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 16, вход запуска которого соединен с оптронной парой 11, а цифровой выход АЦП через интерфейсный блок 17 соединен с шиной ввода данных микроЭВМ 18, св занной с устройством вывода информации 19, блоком привода вращени  стола 20 посредством устройства сопр жени  21. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике оптико- физических измерений, в. имен- 25 но к эллипсометрии, и может быть использовано в Оптической и полупроводниковой промышленности при контроле оптических параметров поверхности материалов и изделий,JQ

Цель изобретени  - упрощение конструкции устройства и повышение точности измерени  оптических характеристик за счет расширени  диапазона углов падени  света на образец,,На фиг, 1 схематически представлен Эллипсометр,

Эллипсометр включает излучатель 1, имеющий круговую пол ризацию излуче- 0 ни  (-лазер ЛГН-208), плечо, пол ризатора 2 и плечо анализатора 3, неподвижно закрепленные на основании 4 таким образом, что их оптические оси параллельны , поворотный стол 5 с закреплен-д5 ными на нем исследуемым объектом 6 и зеркалом 7, Плоскость падени  излуие- ни  на объект 6 и отражающие поверхности объекта 6 и зеркала 7 взаимно перпендикул рны, В плече пол ризатора eg 2 установлена пол ризацонна  призма Глана 8, котора  жестко св зана со све- тоимпульсной системой синхронизации угла поворота, включающей лимб 9 с р дом меток, расположенных через рав-,., ные угловые интервалы по его периметру , и .одной меткой, сдвинутой по радиусу лимба относительно указанного р да меток, и двум  оптронными парами Ю и

11 дл  формировани  электрических импульсов ,

В плече анализатора 3 установлены последовательно по ходу луча анализатора 12, фокусирующа  оптическа  система 13 и фотоприемник 14, установленный в фокальной плоскости фокусирующей системы, Выход фотоприемника 14 св зан с входом усилител  15, Выход усилител  15 соединен с аналоговым входом аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 16, вход запуска которого соединен с оп- тронной парой 11, Цифровой выход АЦП через интерфейсный блок 17 соединен с шиной ввода данных микроЭВМ 18, Синхронизирующий вход интерфейса блока 17 соединен с выходом оптронной пары 10, Дл  регистрации результатов измерений служит устройство 19 вывода информации (печать, дисплей), соединенное с микроЭВМ, С микроЭВМ св зан также блок привода вращени  стола 20 (шаговый двигатель) посредством блока 21 сопр жени ,

Эллипсометр работает следующим образом .

Излучение от излучател  1 через призму Глана 8 направл етс  на поверхность исследуемого объекта 6, Отраженное от объекта 6 излучение вторично отражаетс  от зеркала 7 и направл етс  в плечо анализатора 3, Поскольку нормаль o N к отражающей поверхности зеркала составл ет с оптическими ос ми плеч и, следовательно, лучом АО угол 90 (угол О АО), но сумма углов

AON, N00 , 00 N, NOV будет равна 180°, следовательно отраженный от зеркала луч О А будет параллелен лучу АО при любом значении tf . Прошедшее ана- лизатор 12 излучение фокусируетс  оптической системой 13 на приемную площадку фотоприемника 14 (при использовании фотоприемника с достаточно большой приемной площадкой, например, фо- тодиода ФД-24К) фокусирующа  система может быть исключена из схемы эллип- сометра. При вращении пол ризатора с фотоприемника снимаетс  переменный сигнал, который после усилени  в бло- ке усилител  15 преобразуетс  в цифровой код, вводимый в микроЭВМ, Синхронизаци  преобразовани  и начала ввода выборки осуществл етс  сигналами , вырабатываемыми оптронными пара- ми 10 и 11 соответственно.

Временные диафрагмы сигналов соответствуют известным. Расчет эллип- сометрических параметров и решение обратной задачи эллипсометрии производит - с  микроЭВМ.

Учет вли ни  зеркала 7 на пол ризацию излучени  может быть произведен путем предварительной калибровки прибора или по известным дл  конкретного вида отражающего покрыти  зависи- мости пол ризационных параметров от угла падени ,

Таким образом, в предлагаемом эл- липсометре обеспечиваетс  возможность изменени  угла падени  излучени  на

196

объект путем поворота только одного элемента эллипсометра - поворотного стола, что существенно упрощает конструкцию прибора.

с 5

5

0

5

При изменении угла падени  не требуетс  дополнительной юстировки схемы эллипсометра, что повышает производительность измерений,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Эллипсометр, содержащий излучатель и установленные на основании по ходу луча плечо пол ризатора, поворотный стол дл  размещени  объекта, зеркало , плечо анализатора, причем ось поворота стола перпендикул рна плоскости плеЗ пол ризатора и анализатора и пересекает оптическую ось плеча пол ризатора , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструк- ции и повышени  точности измерени  оптических характеристик, плечи пол ризатора и анализатора неподвижно закреплены на основании таким образом, что их оптические осп параллельны, а. зеркало жестко закреплено на поворотном столе, причем нормаль к его отражающей поверхности перпендикул рна оси поворота стола и составл ет с оптическими ос ми плеч пол ризатора и анализатора угол 90 -tp, гдеСу - текущий угол падени  излучени  на исследуемый объект в эллипсометре,