Устройство для измерения толщины эпитаксиальных слоев

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНБ1 ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЕВ, содержащее интерферометр, включающий два параллельно установленных источника монохроматического и немонохроматического излучения, и последовательно расположенный по ходу излучения от источников светоделитель, вьшолненный в виде плоского зеркала, расположенного под углом 45° к оптической оси устройства, первый зеркальный блок, выполненный в виде двух плоских зеркал, установленных .на общем основании так, что отражающие плоскости их параллельны основанию и расположень на различных расстояниях от него, второй зеркальный блок, установленный с возможностью перемещения в плоскости, перпендирулярной плоскости основания первого зеркального блока и преобразовательный блок, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, оно снабжено двумя сферическими зеркалами, установленными в ходе лучей, отраженных от первого зеркального блока, и зеркальным умножителем , выполненным в виде двух плоских зеркал, одно из которых установлено неподвижно , а другое - на общем основании с подвижным зеркалом второго зеркального блока под тупым углом к нему.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D G-01 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3304420/25-28 (22) 19.06.81 (46) 15.02.84. Бюл. № 6 I (72) В. И. Косыгин, Н. Н. Силантьев и Б. И. Журба (53) 535.853.3 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 518643, кл. G Ol В 9/02, 1976 (прототип) .

/ (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ

СЛОЕВ, содержащее интерферометр, включающий два параллельно установленных источника монохроматического и немонохроматического излучения, и последовательно расположенный по ходу излучения от источников светоделнтель, выполненный в виде плоского зеркала, расположенного под углом

„„SU„„1073564 A

Т

45 к оптической оси устройства, первый зеркальный блок, выполненный в виде двух плоских зеркал, установленных на общем основании так, что отражающие плоскости их параллельны основанию и расположены на различных расстояниях от него, второй зеркальный блок, установленный с возможностью перемещения в плоскости, перпендирулярной плоскости основания первого зеркального блока, и преобразовательный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено двумя сферическими зеркалами, установленными в ходе лучей, отраженных от первого зеркального блока, и зеркальным умножителем, выполненным в виде двух плоских зеркал, одно из которых установлено неподвижно а другое — на общем основании а

9 с подвижным зеркалом второго зеркального блока под тупым углом к нему.

1073564

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено, в частности, для измерения толщины эпитаксиальных слоев.

Известно устройство для измерения толщины эпитаксиальных слоев, содержащее интерферометр, включающий два параллельно установленных источника монохроматического и немонохроматического излучений, и последовательно расположенный по ходу излучения от источников светоделитель, выполненный в виде плоского зеркала, расположенного под углом 45 к оптической оси устройства, первый зеркальный блок, выполненный в виде двух плоских зеркал, установленных на общем основании так, что отражающие плоскости их параллельны основанию и расположены на разных расстояниях от него, второй зеркальный блок, установленный с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной плоскости основания первого зеркального блока и, преобразовательный блок (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений толщины тонких эпитаксиальных слоев в связи с тем, что при измерении тонких слоев модуляционные частоты в интерферограмме оказываются одного порядка с частотой контрольного канала и квантование интерферог1уаммы измерительного канала для представления в цифровой форме оказывается недостаточным. Кроме того, использование различных источников излучения также снимает воспроизводимость.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения толщины эпитаксиальных слоев, содержащее интерферометр, включающий два параллельно установленных источников монохроматического и не. монохроматического излучения, и последовательно расположенный по ходу излучения от источников светоделитель, выполненный в виде плоского зеркала, расположенного под углом 45 к оптической оси устройства, первый зеркальный блок, выполненный в виде двух плоских зеркал, установленных на общем основании так, что отражающие плоскости их параллельны основанию и расположены на разных расстояниях от него, второй зеркальный блок, установленный с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной плоскости основания первого зеркального блока, и преобразовательный блок снабжено двумя сферическими зеркалами, установленными в ходе лучей, отраженных от первого зеркального блока, и зеркальным умножителем, выполненным в виде двух плоских зеркал, одно из которых установлено неподвижно, а другое — на общем основании с подвижным зеркалом второго зеркального блока под тупым углом к нему.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит два параллельно установленных источника 1 и 2 монохроматического и немонохроматического излучения и последовательно расположенный по ходу излучения от источников светоделитель 3, выполненный в виде плоского зеркала, расположенного под углом 45 к оптической оси устройства, зеркальный блок, выполненный в виде двух плоских зеркал 4 и 5, установленных на общем основании таким образом, что отражающие плоскости их параллельны основанию и расположены на разном расстоянии от него, второй зеркальный блок 6, установленный с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной плоскости основания первого зеркального блока, состоящего из зеркал

4 и 5, два сферических зеркала 7 и 8, установленных в ходе лучей, отраженных от

20 первого зеркального блока, выполненного в виде двух зеркал 4 и 5, зеркальный умножитель, выполненный в виде двух плоских. зеркал 9 и 10, одно 9 из которых установлено неподвижно, а другое 10 — на общем основании с подвижным зеркалом второго зеркального блока 6 под тупым углом к нему, и преобразовательный блок, включающий усилители 11, 12 и 13, аналого-цифровой преобразователь 14, вычислительный блок

15, блок 16 управления, генератор 17 пилообразного напряжения, сумматор 18 и систему 19 контроля скорости движения и преобразователь 20 перемещения и исследуемый образец 21.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 2 с помощью сфе рического зеркала 7 попадает на исследуемый образец 21, отражается от него и с помощью сферического зеркала 8 направляется на усилитель 12. Блок 16 управления запускает генератор 17 пилообразного напряжения, который через еумматор 18, управляемый системой 19 контроля скорости движения, и преобразователь 20 перемещения осуществляют перемещение зеркал 6 и 9 по линейному закону. Прй этом импульсы с выхода усилителя 11 поступают в систему

19 контроля скорости движения и используются для коррекции напряжения питания преобразователя 20 перемещения. Результатом этой коррекции является строго постоянная скорость сканирования разности хода. При перемещении подвижных зеркал

9 и 0 на выходе устройства интерферограммы регистрируются усилителями 13, 14 и 15.

Из-за сдвига зеркала 5 интерферограмма будет регистрироваться с опережением. С этого момента блок управления выдает импульсы квантования на входе аналого-цифрового преобразователя 14, выдающего текущие значения интерферограммы в вычис1073564

Ф Составитель Н. Захаренко

Редактор К. Волощук Техред И. Верес Корректор A. Тиско

Заказ 117977 37 Тираж 587 11одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лительный блок 15. Шаг квантования задается каналом с монохроматическим источником 1. 3а счет оптического усиления излучения между зеркалами 9 и 10 уменьшается шаг квантования интерферограммы.

После регистрации первой интерферограммы блок 16 управления переключает генератор

17 пилообразного напряжения на обратный ход и блокирует поступление импульсов на вход аналого-цифрового преобразователя

14. Число отсчетов интерферограммы, поступающих в память вычислительного блока

15, задается оператором. В конце работы в памяти вычислительного блока 15 хранится одна результирующая интерферограмма.

Вычислительный блок 15 после окончания суммйрования обрабатывает результирующую интерферограмму и вычисляет толщину измеряемого эпитаксиального слоя.

Таким образом, использование зеркального умножителя в виде двух плоских зеркал за счет многократного отражения уменьшит шаг квантования интерферограммы, что расширяет нижний диапазон и повышает

10 точность измерения толщины слоев, а использование также и немонохроматического источника излучения позволяет повысить точность за счет повышения воспро1:зводимости интерферограммы.