SU1755040A1 - Способ оптического контрол толщины при нанесении многослойного интерференционного неравнотолщинного покрыти - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерени м с использованием оптичебких средств. Цель изобретени  - повышение точности контрол  при нанесении многослойного интерференционного неравнотолщинного покрыти  посредством просвечивани  покрыти  и изменени  длины волны излучени  дл  каждого наносимого . Дл  этого перед нанесением каждого сло  покрыти  измен ют длину волны просвечивающего излучени  в зависимости от оптических характеристик просвечиваемого нанесенного многослойного покрыти  и просвечивают наносимый слой вместе с нанесенными. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к измерени м с использованием оптических средств и может быть применено при изготовлении интерференционных фильтров и зеркал.

Известен способ оптического контрол  при нанесении неравнотолщинных покрытий , при котором контроль толщины каждого сло  производитс  по отдельному свидетелю, который просвечивают на контрольной длине волны, регистрируют интенсивность прошедшего через свидетель излучени  и прекращают процесс нанесени  покрыти  на образец при достижении экстремального значени  интенсивности прошедшего через свидетель излучени .

Однако способ отличаетс  недостаточной точностью контрол , обусловленной тем, что рабочий образец и свидетель наход тс  в разных местах вакуумной камеры, вследствие чего скорости нанесени  на них покрыти  различны.

Известен способ оптического контрол  при нанзсении интерференционных покрытий , заключающийс  в том, что просвечивают образец на контрольной длине волны, которую определ ют дл  каждого сло  из

соотношени  Як

U

К

в соответствии

с оптической толщине данного сло , регистрируют интенсивность прошедшего через образец излучени  и прекращают процесс нанесени  покрыти  при достижении экстремального значени  интенсивности прошедшего через образец излучени .

Способ отличаетс  недостаточной точностью контрол  йЭ-за некратности толщин слоев.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  толщины посредством просвечивани  покрыти  и изменени  длины волны излучени  дл  каждого наносимого сло .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что ц способе оптического контрол  толщины при нанесении многослойного интерференционного неравнотолщинного покрыти , зас 

ключающемс  в том, что просвечивают образец на контрольной длине волны, регистрируют интенсивность прошедшего через образец излучени  и прекращают процесс нанесени  покрыти  при достижении экстремального значени  интенсивности прошедшего через образец излучени , перед нанесением каждого сло  измен ют длину волны просвечивающего излучени  в соответствии с соотношением

ад, Hj + h) Tj(Aj, Hrh),

где Tj - коэффициент пропускани  системы слоев, включающей наносимый j-слой и уже нанесенные слои;

AJ - контрольна  длина волны;

Hj - толщина наносимого сло ;

h - девиаци  толщины, . - и просвечивают наносимый слой вместе с нанесенными,

Сущность изобретени  состоит в том, что измерение коэффициента пропускани  осуществл ют на длине волны, вычисленной дл  всей совокупности нанесенных и наносимого слоев в соответствии с математическим выражением В общем случае эта длина вопиы рассчитываетс  с помощью ЭВМ. Этот отличительный признак  вл етс  существенным, так как при расчете по формуле в соответствии со способом-прототипом будет допущена ошибка, возникающа  из-за того, что фаза коэффициента отражени  предыдущей системы слоев на контрольной длине волны, вычисленной дл  Последнего сло  по формуле, отличаетс  от нул  или 180° (вследствие некратности толщин слоев), и ото отличие вли ет на реальную толщину последнего сло . Ошибка эта может быть как угодно велика.

В предложенном способе повышение точности контрол  происходит за счет того, что при расчете контрольной длины волны в соответствии с соотношением автоматически учитываютс  изменени  фазы коэффициента отражени , вызванные некратностыо толщин слоев. Кроме того, повышению точности контрол  способствует автокомпенсаци  ошибок на соседних сло х, котора  отсутствует при контроле по способ, прин тому за прототип.

Пример. Требуетс  получить интерференционный фильтр, имеющий полосу пропускани  2,1-4,0 мкм и полосу подавлени  0,7-2,1 мкм

Алгоритм вычислени  контрольной длины волны А дл  нанесени  каждого сло .

Ус/юа -ыо обозначени :

Т - коэффициент пропускани ;

Amin... Атах - допустимый диапазон длин волн;

К - волновое число, К -у Кк -Д-;

Н - толщина наносимого сло ;

1 .

h - девиаци  толщины, h

8к

10

в - фазова  толщина j-ro сло ;

ДК - шаг приращени  волнового числа;

ДК

О - фазова  толщина наносимого сло ;

5

0

DI - производна  Si - знак DI;

Da - производна 

dT .

d&

d D d2 Т

dft,

DL - старое значение DI, соответствующее предыдущему значению К;

EXT - переменна , имеюща  значени 

MIN или МАХ дл  К1

лтъ 5 Di,DL DiSi Si.

«,

Начало цикла по К от (

вычислить

1

Am

ах

+ ДК)ДО

0

5

0

5

0

5

DI

MIN

с шагом ДК.

п

Вычислить DL Вычислить SL

ЕслиЗт SL, тоКк К-ДКDI - DL

Вычислить Da

Если , то ЕХТ МАХ, иначе ЕХТ J

.

Вычислить Т Выдать на печать

Ак -1-, ЕХТ. Т: Конец.

К-К

Иначе конец цикла.

Выдать на печать: В диапазоне Amin - Amax экйтремума нет. Конец.

Алгоритм вычислени  DI Вычислить Т: TL Т. Он Он + hK. Вычислить Т Di T-T Он - OH - hK. Конец.

Алгоритм вычислени  D2 Вычислить DI : DL Di К Вычислить DT , Da 61 -DL , -К. Конец.

Вычисление коэффициента пропускани  системы слоев Т производитс  по известным методикам.

Конструкци  фильтра и результаты расчета сведены в таблицу.

В соответствии с этой таблицей процесс нанесени  покрыти  провод т следующим образом: устанавливают на монохроматоре длину волны Ак 1,130 мкм.J Нанос т первый слой (SI), одновременно контролиру  коэффициент пропускани . Процесс нанесени  заканчивают, когда коэффициент пропускани  достигнет минимума .. Устанавливают на монохроматоре длину волны Дк 0,770 мкм. -,

Нанос т второй слой (ЗЮа), одновременно контролиру  коэффициент пропускани . Процесс нанесени  заканчивают, когда коэффициент пропускани  достигнет минимума (перед этим он проходит через максимум; номер экстремума N определ ют по формуле

N 1 н- цела  часть от выражений

/ В лнач

(

где в- фазова  толщина сло ;

Анач - длина волны, дл  которой задана в.

0

следующие слои SI и SI02 нанос т по ана- логичной методике.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ оптического контрол  толщины при нанесении многослойного интерференционного неравнотОлщинного покрыти , заключающийс  втом, что просвечивают образец на контрольной длине волны, регистрируют интенсивность прошедшего через образец излучени  и прекращают процесс нанесени  покрыти  при достижении экстремального значени  интенсивности прошедшего через образец излучени , о т л и - чающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол , перед нанесением каждого сло  измен ютДШну волны просвечивающего излучени  в сботаетствии с соотношением

   Tj(lj; Hj + h) Tj(Aj,-HJ - h),

   гдe Tj - коэффициент пропускани  системы слоев, включающий наносимый j-слой и уже нанесенные слои;

   AJ - контрольна  длина волны; Hj - толщина наносимого сло ; h - девиаци  толщины, и просвечивают наносимый слой вместе с нанесенными.