Эллипсометр

 

ЭЛЛИПСОМЕТР, содержащий излучатель, поляризатор, анализатор, механизм синхронного разворота плеч поляризатора и анализатора и установленные в плечах поляризатора и анлизатора оптическую систему установки угла падения излучения, включающую отражатели, соединенные с приводом, и.фотоприемник, соединенный с блоком регистрации, о ичающийся тем, что, с целью повышения точйости измерения, механизм синхронного разворота плеч поляризатора вьтолнен в виде двух кареток , установленных с возможностью перемещения по направляющей и соединенных посредством кулисных механизмов с плечами поляризатора и анализатора и посредством правого и левого винтовых механизмов - с приводом системы установки угла падения (Л излучения, один из отражателей которой закреплен на каретке, а другой жестко связан с кулисой одного из КУЛИСНЫХ механизмов. to со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NIH

РЕСПУБЛИК

4(5!) G 01 J 4 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQhlIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф -с

14

1 (21) 3652889/24-25 (22) 18.10.83 (46) 23.02.85. Бюл. У 7 (72) С.А. Алексеев, И.Г. Бронштейн, В.Т. Прокопенко и В.С. Рондарев (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени институт точной механики и оптики (53) 535.46(088.8) (56) 1. Основы эллипсометрии. Под ред. А.В. Ржанова. Новосибирск, "Наука", 1979, с. 110-114.

2. Лазерный эллипсометр фотоэлектрический ЛЭФ-ЗМ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. АН СССР, Сибирское отделение, Опытный завод, ДББ2.855.002 ТО. (54)(57) ЭЛЛИПСОМЕТР, содержащий излучатель, поляризатор, анализатор, механизм синхронного разворота плеч поляризатора и анализатора и уста„„SU„„1141297 A новленные в плечах поляризатора и анлизатора оптическую систему установки угла падения излучения, включающую отражатели, соединенные с приводом, и фотоприемник, соединенный с блоком регистрации, о т.л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, механизм синхронного разворота плеч поляризатора выполнен в виде двух кареток, установленных с возможностью перемещения по направляющей и соединенных посредством кулисных мехаНН3МоВ с плечами поляризатора и анализатора и посредством правого и

I левого винтовых механизмов — с приводом системы установки угла падения излучения, один из отражателей которой закреплен на каретке, а другой " жестко связан с кулисой одного из кулисных механизмов.

1 1141

Изобретение относится к технике оптико-физических измерений, а именно к эллипсометрии, и предназначено для исследования при неразрушающем контроле оптических параметров жидких и твердых сред, например в элект5 рохимии, полупроводниковой технике.

Известны эллипсометры, содержащие излучатель, поляризатор, механизм синхронного разворота плеч поляри- .

10 затора и анализатора и установленные в плечах поляризатора и анализатора оптическую систему установки угла падения излучения, включающую отражатели, соединенные с приводом, и фотоприемник, соединенный с блоком регистрации ),13.

Недостатками данных эллипсометров являются невозможнос гь работы с из-! лучателями, обладаюшими значитель20 ными габаритами (монохроматор, лазер)

/ что существенно снижает область применения прибора, а также погрешность измерений, обусловленная изменением размеров освещаемой области объекта при изменении угла падения излучения на объект.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, является эллипсометр, содержащий излучатель, поляризатор, анализатор, механизм синхронно1 о разворота плеч поляризатора и анализатора и установленные в плечах поляризатора и анализатора оптическую систему установки угла падения излучения, включающую отражатели, соединенные с приводом, и фотоприемник, соединенный с блоком регистрации 2).

Недостатком известного зллипсометра является снижение точности из- 40 мерений эа счет погрешности в установке угла падения излучения на объект, обусловленной в свою очередь зависимостью ошибки в установке угла падения от угла разворота плеч эллипсометра, а также вследствие зависимости размеров освещаемой области объекта от угла падения.

Цель изобретения — повышение точности измерения, 50

Поставленная цель достигается тем, что в эллипсометре, содержащем излучатель, поляризатор, анализатор, механизм синхронного разворота плеч поляризатора .и анализатора и установ-55 .ленные в плечах поляризатора и анализатора оптическую систему установки угла падения излучения,.включаю297 1 щую отражатели, соединенные с приводом, и фотоприемник, соединенный с блоком регистрации, механизм синхронного разворота плеч поляризатора и анализатора выполнен в виде двух ка«реток, установЛенных с возможностью перемещения по направляющей и связанных посредством кулисных механизмов с плечами поляризатора и анализатора и посредством правого и левого винтовых механизмов — с приводом системы установки угла падения излучения, один из отражателей которой закреплен на каретке, а другой жестко связан с кулисой одного из кулисных механизмов.

На чертеже схематически представлен эллипсометр.

Эллипсометр содержит излучатель

1, механизм синхронного разворота плеч эллипсометра, состоящий из ходового винта 2, имеющего левую и правую резьбу и ручку 3 привода, кареток 4 и 5, связанных с ходовым винтом 2 винтовыми парами и имеющих поступательное движение по направ,ляющей 6, штоков 7 и 8, имеющих общую ось вращения, лежащую на отражающей поверхности объекта 9, кулис 10 и 11, имеющих поступательное движение rro штокам 7 и 8 соответственно и вращательное движение в направляющих 12 и 13, причем направляющая 12 жестко связана с кареткой 4, а направляющая 13 — с кареткой 5, шкалы

14 для отсчета значений угла падения излучения и последовательно расположенные по ходу луча оптический шарнир, состоящий из отражателей 15 и

16, причем отражатель 15 жестко связан с кареткой 4, а отражатель 16— с кулисой fO поляризатор 17 и анализатор 18, имеющие вращательное движение вокруг оптической оси, фотоприемник 19,.выход которого соединен с входом блока 20 регистрации, а выход блока 20 регистрации является

Ф выходом эллипсометра.

Эллипсометр работает следующим образом.

Излучение от излучателя 1 направляется на отражатель 15 оптического шарнира. При вращении ходового винта 2 посредством ручного привода 3 каретки 4 и 5 перемещаются в противоположные стороны по йаправляющей 6 при этом посредством кулисных механизмов разворачивают штоки 7 и 8 и связанные с ними плечи эллипсометра.

1141

Составитель,В. Траут

Техред О.Неце

Корректор С. вверни

Редактор И. Дербак

Заказ 487/31

Тираж 897 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, отражатель 16 оптического шарнира, разворачиваясь совместно с кулисой 10 кулисного механизма относительно отражателя 15, направляет излучение на объект 9 под заданным углом падения, Контроль значений угла падения излучения производится по шкале 14 угломерного устройства.

Поляризатор 17 и анализатор 18 уста- . навливаются в положение, при кото- 10 ром блок 20 регистрации производит анализ выходного сигнала фотоприемника и выдает значения поляризациoHEiblx параметров, например поляризатор 17 может быть установлен с ори- 15 ентацией главной плоскости +45 относительно плоскости падения, а анализатор 18 приведен в непрерывное

297 4 вращение. Блок 20 регистрации измеряет фазовый сдвиг и отношение минимального и максимального значений переменного сигнала фотоприемника

19, выдает значения азимута и эллиптичности эллипса поляризации отраженного от объекта 9 излучения.

Таким образом, эллипсометр выдает значения поляризационных параметров и угла падения излучения на объект, которые необходимы для расчета пара метров исследуемого объекта, при этом снижение зависимости размеров освещаемой площади объекта от угла падения прн повышении точности уста новки угла падения позволяет существенно повысить точность измеренйй.