Эллипсометр

(5) С 01,Т 4 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тановки угла падения водом системыизлучения, одирой закрепленжестко связан ажателеи котоке, а другойй одного из низ о на кар с кули улисных механизмов. ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(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(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, ДББ 2.855.002 ТО. (54)(57) ЭЛЛИПСОМЕТР, содержащий излучатель, поляризатор, анализатор, механизм синхронного разворота плеч поляризатора и анализатора и уста 80 1141297 новленные в плечах поляризатора ианлизатора оптическую систему установки угла падения излучения, включающую отражатели, соединенные сприводом, и фотоприемник, соединенный с блоком регистрации, о т.л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерения, механизм синхронного разворота плеч поляризатора выполнен в виде двух кареток, установленных с возможностьюперемещения по направляющей и соединенных посредством кулисных механизмов с плечами поляризатора и анализатора и посредством правого илевого винтовых механизмов - с при. 1141Изобретение относится к техникеоптико-физических измерений, а именцо к эллипсометрии, и предназначенодля исследования при неразрушающемконтроле оптических параметров жидких и твердых сред, например в элект 5рохимии, полупроводниковой технике,Известны эллипсометры, содержащиеизлучатель, поляризатор, механизмсинхронного разворота плеч поляри 10затора и анализатора и установленныев плечах поляризатора и анализатораоптическую систему установки углападения излучения, включающую отражатели, соединенные с приводом, ифотоприемник, соединенный с блокомрегистрации ,1,Недостатками данных эллипсометровявляются невозможносгь работы с излучателями, обладающими значитель 20ными габаритами (монохроматор, лазер)/что существенно снижает область применения прибора, а также погрешностьизмерений, обусловленная изменениемразмеров освещаемой области объектапри изменении угла падения излученияна объект.Наиболее близким к изобретениютехническим решением, является эллип"сометр, содержащий излучатель, поляризатор, анализатор, механизм синхронно 1 о разворота плеч поляризатораи анализатора и установленные в пле"чах поляризатора и анализатора оптическую систему установки угла падения излучения, включающую отража- З 5тели, соединенные с приводом, и фо"топриемник, соединенный с блоком регистрации 23.Недостатком известного зллипсометра является снижение точности из- ф 0мерений эа счет погрешности в установке угла падения излучения на объект, обусловленной в свою очередьзависимостью ошибки в установке углападения от угла разворота плеч эл- ф 5липсометра, а также вследствие зависимости размеров освещаемой областиобъекта от угла падения.Цель изобретения - повышение точности измерения.50Поставленная цель достигаетсятем, что в эллипсометре, содержащемизлучатель, поляризатор, анализатор,механизм синхронного разворота плечполяризатора .и анализатора и установ"55,ленные в плечах поляризатора и анализатора оптическую систему установки угла падения излучениявключаю 297 1щую отражатели, соединенные с приводом, и фотоприемник, соединенный с блоком регистрации, механизм синхрон" ного разворота плеч поляризатора и анализатора выполнен в виде двух кареток, 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 излучатель1, 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 по 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 10, поляризатор 17 и анализатор 18, имеющие вращательное дви" жение вокруг оптической оси, фотоприемник 19,.выход которого соединен с входом блока 20 регистрации, а выход блока 20 регистрации являетсяФвыходом 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. Йерни Редактор И, Дербак Заказ 487/31 Тираж 897 ПодписноеВКИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская над., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, отражатель 16 оптического шарнира, разворачиваясь совмест"но с кулисой 10 кулисного механизмаотносительно отражателя 15, направляет излучение на объект 9 под заданнымуглом падения, Контроль значений угла падения излучения производится пошкале 14 угломерного устройства.Поляризатор 17 и анализатор 18 уста- .навливаются в положение, при котором блок 20 регистрации производитанализ выходного сигнала фотоприемника и выдает значения поляризационных параметров, например поляризатор 17 может быть установлен с ориентацией главной плоскости +45 ф относительно плоскости падения, а анализатор 18 приведен в непрерывное 297 4вращение. 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 параметров 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.