Способ определения толщины и показателя; преломления тонких пленок

 

N-. 104005

Класс 42h, 21

42Ь, 11

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. В. Карасев

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ И П1ОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ

ТОНКИХ ПЛЕНОК

Заявлено 16 февраля 1951 г. ва № 056921443362 в Гостекннну СССР

Предметом изобретения является способ непрерывного измерения толшины и показателя преломления тонких пленок, нанесенных на металлах или диэлектриках, основанный íà определении величины эллиптичности отраженного (поляризованного) света. Для определения указанных величин в предлагаемом способе, измерение отношения амплитуд слагающих вектора и сдвига фаз отраженного поляризованного света производится одновременно и сведено к одной операции.

На фиг. 1 показан первый вариант (автоматический) применения способа, на фиг. 2 — второй вариант (обращенная схема), отличающийся от первого тем, что источник света и фотоэлектронный умножитель поменялись местами.

Сущность способа заключается в том, что монохроматический свет QT источника Я1 (фиг. 1), пройдя через щель А, неподвижный поляризатор (поляроид) Р„компенсатор К (например, пластинку в 1/., волны) и линзу L падает на исследуемую пленку Т и, отразившись от нее, проходит через вращающийся поляризатор Р, деполяризатор Dp и падает на катод фотоэлектронного умножителя

ФЗУ-1. Фототок пос;1е gcH,TIHT<..ля поступает;а логометр Ь,1 . При прохождении через вращающийся поляризатор свет при определенном положении компенсаторг, устанавливаемого прп помощи модулятора М и устройства R (последнее — необязательно), модулируется, причем модуляция светового потока достигает

100 с,/О, Для определения азимута поляризации служит источник белого света

Яе, лучи которого проходят через жестко связаш1ый с компенсатором А поляроид Ра (а также поляроид P.,), вращавшийся поляроид Ре и падаю. на катод фотоэлектронного умножитсля (или фотоэлемента ФЗУ-2, соответственно фотоумножителя ФЗУ-8) .

Когда плоскости колебания поляроидов Рв и Р„совпадают, то мс1кду фототбками в фотоумгlож1!Толях (или фотоэлементах) нет сдвига фаз. Когда по. Iÿt) oál, Ра поворачивается, ТО между фототокамн возникает сдвиг фаз, равный углу поворота плоскости поляризации. Сдвиг фаз измеряется логометром L, (типа фазометра).

Для определения отношения амплитуд применяется второй логометр 1.,1, также типа фазомстра.

Вместо схем с поляроидом Р1 мо,М l04005

2 жет оыть применена схема с электромагнитным генератором (жестко связанным с осью вращающегося поляризатора P.)l, ток от которого поступает в логометр Lg и модулятор М.

Установка компенсатора К может производиться и вручную.

Существующие способы измерения указанных параметров тонких пленок не позволяют производить измереиия достаточно быстро, не ооеспечивают автоматизации процесса, тогда как предлагаемый способ обеспечивает непрерывное наблюдение за изменением толщины пленки и непрерывную запись показаний поляризатора и анализатора и поэтому может найти,применение в лабораторной практике.

Предмет изобретения

1. Способ определения толщины и показателя преломления тонких пленок, ocHQBBHHhlf1 HB измерении сдвига фаз и азимута поляризации отраженного от пленки поляппзованного монохроматического света, о т л и ч аю шийся тем. что, с целью обеспечения непрерывности измерений, устанавливают на максимум создаваемой вращающимся поляризатором модуляции пластинку в, .1 волны, являющуюся компенсатором.

2. Способ по п. 1 с применением для измерения азимута поляризации логометра типа фазометра, о т л ич а ющи и ся тем, что, с целью получения непосредственного отсчета азимута поляризации, в логометр подают ток от фотоэлемента, освещаемого светом, прошедшим через поляроид и вращающийся поляризатор.