Еліпсометр
ЕЛЛІПСОМЕТР, що містить випромінювач, поляризатор, аналізатор, механізм синхронного розвороту плечей поляризатора і аналізатора і встановлені в плечах поляризатора і анлізатора оптичну систему установки кута падіння випромінювання, що включає відбивачі, з'єднані з приводом, і.фотоприймач, з'єднаний з блоком реєстрації, що, з метою підвищення точності вимірювання, механізм синхронного розвороту плечей поляризатора вьтолнен у вигляді двох кареток , встановлених з можливістю переміщення по напрямній і з'єднаних за допомогою кулісних механізмів з плечами поляризатора та аналізатора та за допомогою правого і лівого гвинтових механізмів - з приводом системи встановлення кута падіння ( Л випромінювання, один з відбивачів якої закріплений на каретці, а інший жорстко пов'язаний з лаштунками одного з кулісних механізмів.
ДЕРЖАВНИЙ КОМІТЕТ СРСР
ПО СПРАВАХ ВИНАХОДІВ І ВІДКРИТТІВ
До ABTOPCHQhlIY СВІДЧЕННЯМ ф-с
1 (21) 3652889/24-25 (22) 18.10.83 (46) 23.02.85. Бюл. У 7 (72) С.А. Алексєєв, І.Г. Бронштейн, В.Т. Прокопенко та В.С. Рондарєв (71) Ленінградський ордена Трудового
Червоного Прапора інститут точної механіки та оптики (53) 535.46(088.8) (56) 1. Основи еліпсометрії. За ред. А.В. Ржанова. Новосибірськ, "Наука", 1979, с. 110-114.
2. Лазерний еліпсометр фотоелектричний ЛЕФ-ЗМ. Технічний опис та інструкція з експлуатації. АН СРСР, Сибірське відділення, Досвідчений завод, ДББ2.855.002 ТО. (54)(57) ЕЛЛІПСОМЕТР, що містить випромінювач, поляризатор, аналізатор, механізм синхронного розвороту плечей поляризатора та аналізатора та вуста„„SU„„1141297 A новлені в плечах поляризатора та анлізатора оптичну систему установки кута падіння випромінювання, що включає відбивачі, з'єднані , і фотоприймач, з'єднаний зблоком реєстрації, що відзначається тим, що, з метою підвищення точності вимірювання, механізм синхронного розвороту плечей поляризатора виконаний у вигляді двох кареток, встановлених з можливістю переміщення по напрямній та з'єднаних за допомогою кулісних мехаНН3МоВ з плечами поляризатора та аналізатора та за допомогою правого та
I лівого гвинтових механізмів вЂ" з приводом системи установки кута падіння випромінювання, один з відбивачів якої закріплений на каретці, а інший жорстко пов'язаний з кулісою одного з кулісних механізмів.
Винахід відноситься до техніки оптико-фізичних вимірювань, а саме до еліпсометрії, і призначене для дослідження при неруйнівному контролі оптичних параметрів рідких і твердих середовищ, наприклад в електрохіміі, напівпровідникової техніки.
Відомі еліпсометри, що містять випромінювач, поляризатор, механізм синхронного розвороту плечей поляри- .
10 затора та аналізатора та встановлені в плечах поляризатора та аналізатора оптичну систему установки кута падіння випромінювання, що включає відбивачі, з'єднані з приводом, і фотоприймач, з'єднаний з блоком реєстрації ),13.
Недоліками даних еліпсометрів є неможливості роботи з-! випромінювачами, що володіють значущими габаритами (монохроматор, лазер)
що суттєво знижує область застосування приладу, а також похибка вимірювань, обумовлена зміною розмірів освітлюваної області об'єкта при зміні кута падіння випромінювання на об'єкт.
Найбільш близьким до винаходу технічним рішенням, є еліпсометр, що містить випромінювач, поляризатор, аналізатор, механізм синхронно1 про розвороту плечей поляризатора та аналізатора та встановлені в плечах поляризатора та аналізатора оптичну систему установки кута падіннявипромінювання, що включає відбивачі, з'єднані з приводом, і фотоприймач, з'єднаний з блоком реєстрації 2).
Недоліком відомого зліпсометра є зниження точності з- 40 мірень еа рахунок похибки в установці кута падіння випромінювання на об'єкт, зумовленою в свою чергу залежністю помилки в установці кута падіння від кута розвороту плечей еліпсометра, а також внаслідок залежності розмірів області об'єкта, що освітлюється, від кута падіння.
Мета винаходу вЂ" підвищення точності вимірювання, 50
Поставлена мета досягається тим, що в еліпсометрі, що містить випромінювач, поляризатор, аналізатор, механізм синхронного розвороту плечей поляризатора .і аналізатора і установ-55 . приводом, і фотоприймач, з'єднаний з блоком реєстрації, механізм синхронного розвороту плечей поляризатора і аналізатора виконаний у вигляді двох ка«реток, встановлених з можливістю переміщення по напрямній і пов'язаних за допомогою кулісних механізмів з плечами поляризатора та аналізатора і за допомогою правого і лівого гвинтових механізмів вЂ" з приводом системи установки кута падіння випромінювання, один із відбивачів якої закріплений на каретці, а інший жорстко пов'язаний з лаштунками одного з лаштункових механізмів.
На кресленні схематично представлений еліпсометр.
Еліпсометр містить випромінювач
1, механізм синхронного розвороту плечей еліпсометра, що складається з ходового гвинта 2, що має ліве і праве різьблення і ручку 3 приводу, кареток 4 і 5, пов'язаних з ходовим гвинтом 2 гвинтовими парами і мають поступальний рух по направ, що 6, штоків 7 , що мають загальну вісь обертання, що лежить на поверхні, що відбиває об'єкта9, лаштунок 10 і 11, що мають поступальний рух rro штокам 7 і 8 відповідно і обертальний рух у напрямних 12 і 13, причому напрямна 12 жорстко пов'язана з кареткою 4, а напрямна 13 вЂ" з кареткою 5, шкали
14 для відліку значень кута падіння випромінювання та послідовно розташовані по ходу променя оптичний шарнір, що складається з відбивачів 15 і
16, причому відбивач 15 жорстко пов'язаний з кареткою 4, а відбивач 16вЂ" з лаштункою fO поляризатор 17 і аналізатор 18, що мають обертальний рух навколо оптичної осі, фотоприймач 19,.вихід якого з'єднаний з входом блоку 20 реєстрації, а вихід блоку 20 реєстрації
Ф виходом еліпсометра.
Еліпсометр працює наступним чином.
Випромінювання від випромінювача 1 направляється на відбивач 15 оптичного шарніра. При обертанні ходового гвинта 2 за допомогою ручного приводу каретки 3 4 і 5 переміщаються в протилежні сторони по йаправляющей 6 при цьому за допомогою кулісних механізмів розвертають штоки 7 і 8 і пов'язані з ними плечі еліпсометра.
Коректор С. вверни
Редактор І. Дербак
Тираж 897 Передплатне
ВКИІПД Державного комітету СРСР у справах винаходів та відкриттів
113035, Москва, Ж-35, Рауська наб., д. 4/5
Філія ПВП "Патент", м. Ужгород, вул. Проектна, 4
Таким чином, відбивач 16 оптичного шарніра, розгортаючись спільно з лаштункою 10 кулісного механізму щодо відбивача 15, направляє випромінювання на об'єкт 9 під заданим кутом падіння, Контроль значень кута падіння випромінювання проводиться за шкалою 14 кутомірного пристрою.
Поляризатор 17 та аналізатор 18 уста- . наливаються в положення, при якому 10 ром блок 20 реєстрації проводить аналіз вихідного сигналу фотоприймача і видаєзначення поляризації oHEiblx параметрів, наприклад поляризатор 17 може бути встановлений з орієнтацією 15 головної площини +45 щодо площини падіння, а аналізатор 18 приведений в безперервне
297 4 обертання. Блок 20 реєстрації вимірює фазовий зсув і відношення мінімального та максимального значень змінного сигналу фотоприймача
19, видає значення азимуту та еліптичності еліпса поляризації відбитого від об'єкта 9 випромінювання.
Таким чином, еліпсометр видає значення поляризаційних параметрів і кута падіння випромінювання на об'єкт, які необхідні для розрахунку параметрів досліджуваного об'єкта, при цьому зниження залежності розмірів освітлюваної площі об'єкта від кута падіння прн підвищенні точності установки кута падіння дозволяє істотно підвищити точність вимірювань.