Спектроэллипсометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 64 14 1404 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Из следо вещес тем илучен та, и редел личны ных и обретение относится к о вания химических и физичес тв с помощью оптических змерения состояния поляр ия, отраженного от исследуеможет быть использован ения параметров тонких пле х подложках и оптически сследуемых материалов. бласти иских свойств методов пуизации измого объеко для опнок на разх постоянЦелью изобретения явл спектрального диапазона повышении чувствительно упрощение конструкции и у ляемой мощности. На чертеже приведена ма спектроэллипсометра. Излучение от лампы 1 зы 2 проецируется на в нохроматора 3, далее монояется расширение измерений при ти эллипсометра меньшение потребическая схес помощью линодную щель мороматическое изГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро специальной электроники и аналитического приборостроения(57) Изобретение относится к исследованиям химических и физических свойств ве. ществ с помощью оптических поляризационных методов и может использоваться для 2определения оптических постоянных исследуемых материалов, параметров тонких пленок на различных подложках. Целью изобретения является расширение спектрального диапазона измерений при повышении чувствительности, упрощение конструкции и уменьшение потребл яемой мощности спектроэлл и псоида. Для этого анализаторы фазового и амплитудного измерительных каналов, разделяющие световое излучение в каждом канале на два ортогонально-поляризованных световых пучка, объединены в единые блоки с механическими модуляторами, обеспечивающими 10000-ную противофазную модуляцию этих пучков, с последующим их совмещением на приемной площадке фотоприемного устройства соответствующего канала. Спектроэллипсометр может найти примене. ние в качестве измерительного прибора в оптической и полупроводниковой технологии.1 ил. лучение, выделяемое монохроматором, распространяется через линзу 4 и поляризатор 5. Линза 4 проецирует изображение выходной щели монохроматора в плоскость установки образца 6. Излучение, отраженное от образца, с помощью поворотной призмы 7 полного внутреннего отражения делится на два измерительных канала. В первом измерительном канале излучение проходит компенсатор 8 и падает на двоякопреломляющую призму 9. Во втором измерительном канале излучение, отраженное от призмы 7, падает на двоякопреломляющую призму 10. После прохождения призмы излучение каждого канала разделяется на два пучка, излучение которых поляризовано линейно и взаимно ортогонально. С помощью линз 11 и 12 в плоскость установки модуляторов 13 и4 проецируется двойное изображение выходной щели моно1495648 3хроматора. Линзами 15 и 16 излучени проецируется на фотоприемники 17 и 18, Падакгщее 1 га модулятор пространственно разделеццге излучение модулируется в противо- (1)зс,11 рн н ци п ра боты спектроэллипсо метра заключается в установке азимутов ориентации поляризатора 5 и двоякопреломляющих призм 9 и 10 обоих измерительных каналов в такие положения, когда интенсивности пространственно разделенных ортого О нально-поляризованных световых пучков в каждом канале равны между собой. При этом в фототоке приемников 17 и 18 отсутствует модуляционная составляющая, а азимуты ориентации поляризатора 5 и двоякопреломляюших призм 9 и 10 удовлетворяют соотношениям2 А - 90+А=О; А 2=0; Р=+ч;гже Л и Ф - измеряемые эллипсометрические параметры;А, А - азимуты ориентации двуякопреломляюших призм фазового и амплитудных измерительных каналов;Р - ази мут ориента ции поляризатора. 25 Для сохранения 100 о-ной амплитудной противофазной модуляции ортогонально-поляризованных световых пучков в каждом канале при изменении азимутов ориентации дноякопреломляюгцих призм 9 и 10 анализаторы и модуляторы выполнены в виде блоков, представляющих собой поляризационнь 1 с двоякоцрсломляющие призмы 9 и 10 жестко соединенные с механическими прерывателямц - модуляторами 13 и 14. фокусирующсй оптикой - - линзами 11, 15 З и 12, 16, обьединяюигей ортогонально-поляризовацныс противофазно-модулированные светои 1 е пучки в каждом канале на приемных площадках фотоприемников 17 и 18 соответствующего измерительного канала. 4Спектроэллипсометр позволяет обеспечить высокую чувствительность эллипсометрических измерений в широком спектральном диапазоне, ограниченном областью прозрачности двояко прелом ляюших призм. В случае использования источников излучения одинаковой мощности и условии достижения одинаковой спектральной чувствительности он обеспечивает значительно более высокое спектральное разрешение, Отказ от применения модуляционных ячеек позволяет существенно упростить конструкцию прибора, снизить его энергопотребление.формула изобретенияСпектроэллипсометр, содержащий оптически связанные источник спектрального излучения, фокусирующую и коллимирующую оптику, монохроматор, поляризатор, призму полного внутреннего отражения, разделяющую излучение, отраженное от образца на фазовый измерительный канал, снабженный компенсатором, анализатором, модулята ром и фотоприемным устройством, и амплитудный измерительный канал, снабженный а нализатором, модулятором и фотоприемным устройством, отличающийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона измерений при повышении чувствительности, упрощения конструкции и уменьшения потребляемой мощности, анализаторы и модуляторы фазового и амплитудного измерительных каналов объединены в блоки, предста вляющие собой двоякопреломляю. щую призму, разделяющую световое излу. чение на две ортогонально-поляризованные составляющие, жестко соединенную с модулятором, выполненным в виде механического прерывателя, модулируюшего эти составляющие в противофазе, и с фокусирующей оптикой, объединяющей ортогонально-поляризованные составляющие на приемной площадке фотоприемного устройства соответствующего измерительного канала.