автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Исследование и разработка спектральных элипсометров

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОМ ПОЛИТИКИ РОССИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ОРДЕНА »ЗНАК ПОЧЕТА" ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ГЕОДЕЗИИ, АЭРОФОТОСЪМКИ и КАРТОГРАФИИ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПЕКТРАЛЬНЫХ ЭЛЛИПСОМЕТРОВ

05.11.07

Оптнческие и оптико-электронные приборы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

ФЕДОРИНИН Виктор Николаевич

УДК 535.511

1редссда?гёяь-- .

шеш осиного: созета

/чены/Г.сзкгео'адь / 2 п ец! галпз I ф оЬ а? ¡ног с> совета

^^ Мещеряков Н.А.

Верхотуров 0.11,

НОВОСИБИРСК

1992

Работа выполнена а Коиструкторско - технологическом институте прикладной микроэлектроники Сибирского отделения Российской Академии наук.

Научные руководители: кандидат физико-математических наук В. К. СОКОЛОВ, кандидат технических наук С. В. РЫХЛИЦКИЙ.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук Э. М. СКОК, кандидат технических наук Б. М. АЮПОВ.

Ведущее предприятие: Научно-исследовательский институт молекулярной электроники

Защита диссертации состоится

ф</. 1009 г

в-¿Ж.— часов на заседании специализированного совета

К.064.14.02 Новосибирского ордена „Знак почета* института инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии по адресу: 630108, Новосибирск, 108, ул. Плахотного, 10, НИИГАиК, аудитория № УЗД*

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИГАиК.

Автореферат разослан

*__1992 г.

Ученый секретарь специализированного совет

кандидат технических наук, доцент . П. ВЕРХОТУРОВ)

Подписано в печать 4 февраля 1992 г. Объем 1.4 печ. лист. 1,3 уч.-изд. лист. Заказ 119. Тираж 100.

630108, г. Новосибирск, 108, Плахотного, 8, НИИГАиК.

Актуальность темы.

Эллипсометрический метод измерений достаточно широко используется в физико-химических исследованиях поверхности и наряду с электронными методами, такими, как дифракция электронов, ОЖЕ-электронная спектроскопия, и т.п. позволяет лучше понять существо и природу различных физико-химических процессов, происходяцих на границе раздела сред.

Классическая эллипсометрия, или эллипсометрия одной длины волны, нашла применение в исследованиях адсорбционно-десорбционных процессов, происходяцих на границе раздела сред и, в основном, изучает микроструктурные изменения поверхности.

Развитие метода, появление спектрадьно-эллипсометричес кой аппаратуры, позволило значительно расширить возможности эллипсометрии и перейти от изучения микроструктурных изменений к исследованиям электрофизических свойств поверхности, к исследованиям электронных и колебательных состояний объемного материала и приповерхностных слоев. Анализ технической информации показывает, что такое направление в исследованиях является основным для спектральной эллипсометрии и делает ее особенно ценным инструментом в решении рцда технологических задач там, где использование зондов, основанных на детектировании электронов и ионов, неэффективно, вследствие агрессивных сред, либо из-за возмущения ими исследуемого материала.

Одна из главных проблем, стоящих на пути дальнейшего развития спектральной эллипсометрии, это недостаточное аппаратурное обеспечение данного метода, сдерживающее его широкое использование в промышленности.

Цель работы. Целью настояцей работы является исследование и создание спектральных эллипсометров широкого функционального назначения.

Указанная цель достигается путем решения следуяцих задач:

- анализ и исследование общих принципов действия эдлип-сометрических схем;

- исследование взаимодействия квазимонохроыаткческой волны с поляризационными элементами эллипсометра;

- анализ и сравнение эллипсометричесхкх схем, разработка критерия качества спектрально-эллипсометричеекой адазра-

туры;

- разработка и исселдование спектральных зллипсометров и их элементов.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые:

- исследовано взаимодействие квазиионохроматической волны с поляризационными элементами эллипсометра;

- рассмотрены и исследованы погрешности, возникающие вследствии взаимодействия излучения сложного спектрального состава с элементами эллипсометра;

- исследовано влияние формы спектральной линии на величину возникающей погрешности;

- исследованы основные типы эллипсометрических схем, приведены результаты количественного сравнения их между собой;

- разработан, на уровне изобретения, новый вид эллип-сометрической схемы - "балансная схема".

На защиту выносятся следующие положения:

- математическая модель, описывающая взаимодействие квазимонохроматической волны с элементами эллипсометра;

- методика определения спектральной погрешности эллипсометрических измерений и пути ее минимизации;

- критерий качества эллипсометрической аппаратуры, позволяющий количественно сравнить различные типы эллипсометрических схем;

- балансная схема эллипсометра, методика измерения эллипсометрических параметров;

- комплекс спектрально-эллипсометрической аппаратуры широкого функционального назначения.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанная методика решения задачи взаимодействия квазимонохроматического излучения с элементами эллипсометра может быть использована и при описании взаимодействия излучения, имеющего сложное пространственное распределение, так такое распределение может быть представлено в виде суммы плоских волн, каждая из которых имеет сбою пространственную частоту.

Полученные соотношения, определяющие спектральную пог-р< лость, дают возможность выбрать оптимальные"условия измерения, при которых значение спектральной погрешности мини-!<ально.

Разработанный критерий оценки зялипсометрических схем позволяет упорядочить подход к оценке качества спектрально-эллилссметрической аппаратуры, дает возможность выбрать оптимальный вариант схемы яри решении конкретных задач.

Разработанная "балансная схема" легла в основу оптической схемы спектрально-эллипсометрического индикатора и автоматического эллипссметра высокого пространственного раэрезе-ния "Никроскан", внедрена в Й31МЭ (г. Москва).

Разработанный автоматический сяектроэллнпсометр инед-рен в ШО "Орион" (г. Москва).

Апробации работы. Основные результаты обсуждались на Ш и 1У Всесоюзных конференциях "Эллипсометрия - тессмя, методы и приложения"(г. Новосибирск, I9S5, 1989 г.), сколе-семинаре "Лазеры и современное приборостроение" (г. Санкт-Петербург, 1991 г.).

Автоматический сш:-ктроэллипсометр демонстрпромлся на выставке ""Сибирский прибор-87" (г. Новосибирск, почетный диплом), "Сибирь и наука" (г. Берлин, 1936 г.).

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключе-ни.», приложения и списка литературы.

Материалы диссертации изложены на IC2 страницах, содержат 20 рисунков, I таблицу, список литературы из 85 наименован!;?.

Краткое содержание работы

3 ведении обсуждается актуальность работы, сформулирована цель, поставлены задачи, указываются основные положения, выносимые на зядиту.

В первой главе кратко излагаются основные принципы оллипсометрии, рассматриваются вопросы прикладного приложения метода в решении ряда исследовательских и технологических задач. Приводятся результаты исследования электрофизических свойстаполупроводниковых материалов 7~£ Sc.,Cdt Hfif-x

Приведены основные технические характеристики спектральных эллипсометров, выпускаемых рядом зарубежных $ирм.

По результатам проведенных патентных исследований определены основные направления развития и совершенствования

б

спектрально-эллипсометрической аппаратуры.

Во второй главе проводится анализ и исследование общих принципов действия эллипсометрических схем, решается задача взаимодействия квазимонохроматической волны с элементами эллипсометра.

Известно, что результат взаимодействия поляризованного излучения рассматривается как произведение вектора Джонса £ или вектора стокса 5 • характеризующих поляризационные свойства_излучения, на соответствупцие матрицы Джонсе. 7", Мюллера/^, характеризующих свойство объекта. Соотношения, описывающие взаимодействие излучения в системе эллипсометра, имеют вид _

ТихТ1~х- ■ -хТ*-

хГх Е° __

(1)

(2)

му м1~х-

где Т* ,М*- матрицы, характеризупцие поляризационные свойства исследуемого объекта.

Такие преобразования носят линейный характер и не отражает механизма взаимодействия излучения сложного спектрального состава с элементами эллипсометра, характеристики которых в общем случае также зависят от частоты () падающего излучения.

Для описания действия квазимонохроматической волны используется спектральное представление вектора Джонса С[ Ы ) и вектора когерентности ^ ().

Элементы матрицы Джонса рассматриваются как функции

частоты

ад Ыу

(5) МгТЫ)*1?)

(б)

Результат взаимодействия квазимонохроматической волны с элементами эллипссметра в этом случае может быть представлен в форме интегральных преобразований по типу операми свертки

СIШ ф¡и) СйМ М =7у Ш *

Поскольку операция свертки подчиняется принципам коммутативности и дистрибутивности, то в общем случае результат взаимодействия может быть записан в матричной форме

Взаимодействие квазиионохрокатической волны с элементами эллкпсометра по аналогии соотношения (2) монет быть записано в виде

Зу^ --щкШУ10'

Так как все методики измерения на эллипсокстра* основаны на принципе линейных преобразований [2), то результатами измерений исследуемого объекта являются параметры некоторой эффективной матрица. Соотношения кевду параметрами эфиктивной м&трица и ее спектральным представлением определяются выражением: _ _

М^хМ = мм&зм (П)

Приравнивая соотЕетствупцие элементы вектора когерентности прошедшей волны в правой и лесой частях получаем систему уравнений, рсазние которой позволяет определить параметры эффективной патрицы. Так параметры р^ктианой матрицы отражапцей поверхности определяются через соотношения:

/т ф м

* /Оз^а&мсн

р*Рр**Р Мм Ш Оз№)Ор&о-\>)Л\>

Кр ~ 7

о

Кр УСрйо*) о1(м)сн

-уНМ

Эффективные значения эллипсометричеекйх параметров УэФ определяются уравнениями

Сравнивая значения эффективных параметров {¡¿ЭФ} АэФ со значениями Д^ находится величина спектральной погрешности.

Значение функций

(V). ) задавалась в форме

рада

г

(15)

Соотношения между Дъф^и? и ДбА) (Ч'ЗД для случая прямоугольной формы спектральной линии (рис. I) имеет вид

где

д а ЛЛЛ + /17Л [ЗтЖ У+Зпрг-\с 16)

//<« I ехрО-й(*))■ 0,5-(^тзУ^фШ), рг= | ■ (Я&}3 ;

я» &.рШ-1ЬМ)

Такие были проведены исследования величины спектральной погрешности и для случая треугольного распределения (рис. 2).

Результаты теоретических и экспериментальных исследований показывает, что в случае треугольного распределения величина спектральной погрешности уменьшается в два раза. На рис. 3 приведены результаты экспериментальных исследований величины спектральной погрешности в зависимости от ширины линии ). Кривая I - прямоугольное распределение, кривые 2-4 - треугольная форма распределения.

Проведенный анализ и полученные соотношения (16) касается таких спектрально-эллипсометрических схем, спектральная часть в которых представляет собой фильтр, ввделяющий определенный участок спектра. Результаты полученных соотношений не зависят от.установки спектрометра в системе спект-рометр-эллипсометр.

Особый интерес вызывает использование в спектрально-эллипсометрической аппаратуре, спектрометров, основанных на преобразованиях Фурье или Адамара. Считается, что применение их совместно со статическо-фотометрической схемой эллип-соиетра позволило бы ускорить процесс измерения. Однако, применение их в такой последовательной установке на самом деле приводит к потере частичной или полной информации о поляризационных свойствах объекта. Данная ситуация может быть представлена следующим образом. Пусть в Сурье-спектрометре за время Т достаточно большое по сравнению с периодом колебания волны, но достаточно малое, при котором не происходит изменение интенсивности, прошедшего через 4урье-спектрометр излучения, на отражающую поверхность падает полный спектр излучения. В этом случае значение коэффициента корреляции для двух ортогональных компонент отраженного света стремится к нулю. В результате излучение оказывается частично или полностью деполяризованно.

Принципы и методы, используемые в решении задачи взаимодействия квазимонохроматической волны с отражающей поверхностью, могут быть также применены при решении задачи взаимодействия с объектом волны, имеющей сложное пространственное распределение, например, такая задача может быть решена путей еувдетавления такой волны в виде набора плоских волн, каадая из которых имеет свою пространсвенную частоту.

В третьей главе проведены исследования основных эллипсометрических схем, разработан критерий оценки качества спектрально-эллппсонетркческой аппаратуры.

Развитие зллипсометрии, расширение круга задач, решаемых с помощью данного метода, определило группу основных технических показателей, характеризующих основные потребительские свойства спектрально-эллипсометрической аппаратуры, к числу которых относятся:

- чувствительность ¿У , <£Д - минимальное изменение поляризационных характеристик объекта, которое мокет быть зарегистрировано данным прибором;

- время измерения Т - параметр, определяющий возможность схемы в исследованиях динамических процессов;

- спектральное разрешение 5й .

Для проведения количественной оценки эллипсеметричес-ких схем предложен обобщенный показатель качества, удовлетворяющий следующим требованиям:

- наиболее полно отражать потребительские свойства спектрально-эллипсометрической аппаратуры;

- величина его должна'определяться через собственные параметры эллипсометрических схем, быть безотносительной к внешним устройствам, не определяющим существа схемы;

- доляен определять предельные возможности схемы. Показатель рассматривается в виде функции (13, 19), где в' качестве аргументов используются высеуказаннне характеристики

М (Рь, 5 Д ,т); Т) < ю)

где - плотность спектральной яркости источника излучения; ^ - геометрический фактор; "С - пропускание; <5"Д -ширина линии излучения, выделяемая спектрометром.

Анализ четырех эллипсометрических схем на условие порогового обнаружения позволил определить аналитический вид функции (18, 19) для всех видов рассмотренных схем.

\*Ь=/йч£Д2Т (20),

Соотношения (20, 21) носят форму инвариантов и показывают, что для каждой конкретной схемы величина обобщенного показателя остается величиной постоянной, улучшение одних характеристик эялипсометра может быть достигнуто за счет ухудшения других.

По результатам исследований проведено количественное сравнение схем эллилсометров. Качество того или иного вари-аота определялось через соотношение (22)

Ну - Ф %

Поскольку обобщенный показатель определяется из условия порогового обнаружения, то из соотношений (20, 21) следует, что чем меньше значение обобщенного показателя, тем меньшие значения параметров 5 , <£/\ , 5 V , Т могут быть реализованы в эллипсометре. Следует считать лучшим тот вариант, где величина обобщенного показателя имеет наименьшее значение. Так е случае Ну*<0 следует говорить о преимуществе £ схемы. На рис. 4(а-в) приведены результаты анализа и сравнения следующих схем:

1 - РСБА (нулевая схема);

2 - РМрСЭ МаА (модуляционно-нулевая схема с азимутальной модуляцией);

3 - РСМдКчрЯА (модуляционно-нулевая схема с фазовой модуляцией);

4 - Р5 А (фотометрическая схема).

Значения коэффициентов /7д ¿^ , /7^у приведены в зависимости от параметра \у , для различных степеней поляризаций р .

Сравнения проводились с кулевой схемой РСЗА, количественное сравнение двух любых вариантов схем. можно произвести, используя соотношения

НЦ = Ни -{^¡1 <23)

Значение обобщенного показателя, определяемого из условия порогового обнаружения, является предельно возможным для данной системы. В этой связи оценка качества реального прибора может производиться путем сравнения обобщенного показателя, определенного для реальной системы с его предельно возможным значением.

Ид2 i 4

д-Л—Д-Д-Д-Д-А

20 30 Ü0 SO 60 ----/

—-X—*—X—х-—X—%

■ СГрао)

3

НД34 .

л,—-Л--а-л—Д h

зр ko 50 воКуА

i

/л o

Рис. 4

—Д—д— Н

—X—Х-Н у 1,1 Кривые 1,2 определены при С 1-р ) = Ю"2 3,4 при ) = Ю-6

В четвертой главе приведены результаты разработки и исследования спектральных эллипсометров и их элементов.

Основными результатами разработки являются автоматический спектроэллипсометр, спектрально-эллипсометрический ин-дихатор.

Принцип работы автоматического спектроэллипсоыетра основан на модуляционно-нулевом методе, схема PMpCSMaA с азимутальной модуляцией плоскости поляризации. В качестве модуляторов используются ячейки Фарадея, где магнитооптическим элементом служит стекло MOCIOI. На рис. 5 представлена функциональная схема автоматического спектроэллипсометра.

С помощью ячеек Фарадея Мр и Ma осуществляется азимутальная модуляция плоскости поляризации, при этом в канале поляризатора Р частота модуляции составляет 1380 Гц, а в канале анализатора - 1830 Гц. Разнесение частот модуляции дает возможность измерять одновременно два параметра.

Измерение эллипсометрических параметров А ,у осуществляется путем установки азимутов ориентации поляризатора" Р и анализатора А в положение, при котором значение первых гармоник частот модуляций равно нулю.

Установка азимутов поляризатора и анализатора осуществляется с помощью шаговых двигателей системой автобалансировки - астатического типа. В данной системе скорость вращения шагового привода пропорциональна величине первой гармоники сигнала модуляции соответствующего канала, знак сигнала разбаланса определяет направление вращения шагового привода. Процесс измерения полностью автоматизирован и управляется компьютером.

Общий вид оптико-механического блока и технические характеристики спектроэллипсометра приведены на рис. 6.

Спектроэллипсометрический индикатор предназначен для контроля процесса роста пленок в технологии многослойных оптических покрытий. а

Основу индикатора составляет балансная схема P-Scfiz

Балансная схема занимает промежуточное положение между фотометрическими- и нулевыми схемами.

Основное преимущество фотометрических схем состоит в том, что они позволяют сохранить высокую чувствительность при слабых сигналах и высоких уровнях деполяризованного из-лученяя. К недостаткам таких схем следует отнести высокие

Рис. 5. Функциональная схема автоматического спектро-эллипсометра

I - источник излучения; 2 - монохроматор; 3 - фотоприемник; 4,5 - селективные усилители; 6,7,11 - шаговый привод; 8 - задающий генератор; 9,10 - усилители тока модуляции; 12,13,14, 15 - цифровые угломерные устройства

Основные показатели

спектральный диапазон, мкм 0.5-1.0

спектральное разрешение, мкм 0.001

чувствительность по у град. ± 0.02 по Д. град. г 0.04

время измерения, с 1.0

Рис. б. Оптико-механический блок

требования к линейности приемно-регистрирующей части.

Этот недостаток отсутствует в нулевых схемах, однако, их чувствительность в значительно большей степени зависит от величины сигнала и уровня деполяризованного излучения. В данных схемах накладываются ограничения на амплитуды модуляции сигнала. Так в схеме PMpCSWáA величина азимутальной модуляции составляет 3°. Это связано с тем, что при больших амплитудах становится заметным влияние высших гармоник, в результате возникают модуляционные ошибки измерения. Эти недостатки устраняются в балансной схеме за счет следующих факторов:

- оптического разделения двух измерительных каналов у , Д в результате чего устраняется их взаимное влияние;

- поскольку призма Волластона разделяет излучение fía два линейно-поляризованных и взаимоортогональных пучка, то фактическая амплитуда модуляции составляет 90° на всем спектральном диапазоне;

- способ измерения такой же, как и в нулевых схемах -регистрируется нулевое значение модулированной составляющей сигнала. На рис. 7 приведены результаты сравнения /-/дsi

Hy5i , - балансной схемы b- Р5 Ai-^ , с нулевой схемой I -PCSA. В работе показано, что по своим характеристикам балансная схема близка к фотометрической и в ряде случаев превосходит ее.

На рис. 8 приведена оптическая схема спектроэллипсомет-рического индикатора, встроенного в технологическую камеру.

Излучение от источника I проходит через монохроматор 2 и с помощью световода попадает в канал поляризатора Р. После поляризатора 4 излучение отражается от зеркала 5 и вводится в вакуумную камеру. С помощью зеркала 7 излучение направляется на контрольный образец 8, где вновь отражаясь попадает на сферическое зеркало 9. Отраженное от зеркала 9 излучение в обратном порядке проходит контрольный образец и вновь попадает на зеркало 5. Через отверстие в этом зер^ кале излучение еводится в анализирующую часть эллипсомет-ра. В.анализирующей части излучение посредством призмы полного внутреннего отражения разделяется на два измерительных канала.

Первый измерительный канал состоит из анализиоувщего

I НЛ51 Ь>51

¡а 9п 30 ¿о 50 £О 10 2.0 Зр

О

-I -2 I

-3 •

У(грчЭ)

Рис. 7

—¿-д-Нлл —X—X — Н ЧТ1

КриЕые 1,2 определены при (1-9) = Ю-2: (I- $) = Ю-4; 5,6 - (1-у) = 10"°

3,4

3 Рис. 8

Спектро-эллипссмет-ричеекий индикатор, схема контроля для установки ВУ-1А

устройства А1, куда входят призма Волластсна 12, модулятор 13, фотоприемник 14. Излучение, вышедшее из призмы Воллас-тона, делится на два пучка, излучение которых линейно поляризовано и взаимоортогонально. Далее разделенные пучки проходят модулятор 13, где они модулируются в противофазе и попадают в приемник 14. В данном канале регистрируется параметр у .

Второй измерительный канал состоит из компенсатора II и анализирующей головки А2, устройство и принцип работы которой аналогичны устройству А1.

Измерение параметра у осуществляется путем поворота азимута поляризатора в положение Р = Р1, в котором интенсивность двух пучков, разделенных призмой 12, становится одинаковой.

где Ро - азимут поляризатора, при котором плоскость поляризации излучения, вышедшего из поляризатора, совпадает с плоскостью падения излучения на образец & .

Во втором измерительном канале осуществляется измерение Д . Параметр Д определяется путем установки азимута анализирующей головки А^ = ^ в положение, при котором будет наблюдаться равенство интенсивности двух пучков.

Значение Д в данной схеме определяется из равенства

где А^0 - азимут анализирующей головки, при котором плоскость поляризации одного из пучков призмы 12 будет совпадать с плоскостью падения излучения на образец.

На рис. 9 приведен общий вид оптико-механического блока спектро-эллипсометрического индикатора.

В четвертой главе приводится методика и результаты исследования основных элементов эллипсометра.

I. Источник излучения.

Оптимальными источниками излучения для эллипсометра являются лазеры, -так для спектральной эллипсометрии могли бы использоваться лазеры на органических красителях. Однако, существенным недостатком таких источников является сложная эксплуатация и высокая стоимость. В связи с этим наи-

(24)

(25)

Рис 9.

Общий вид оптико-механического блока спектро-эллипсометрического индикатора.

больший интерес вызывает применение источников со сплошным спектром, среди которых наибольшей яркостью обладают дуговые лампы высокого давления ДРШ, ДКсШ. В качестве основного источника излучения в автоматическом спектроэллипсомет-

лампа ДКсШ 150.

2. Компенсатор.

Применение компенсатора обязательно в схемах, работающих по нулевому методу. В фотометрических схемах введение компенсатора позволяет увеличить чувствительность при измерениях состояния поляризации отраженной волны близко к линейной. В разработанных эллипсометрах в качестве компенсатора применяется ромб Френеля. Для контроля фазового сдвига компенсатора в области 230-800 нм разработана методика измерения, создана контрольная установка. На рис. 10 представлена схема установки и результаты измерения ромбов Френеля, изготовленных по различным технологиям. Фазовый сдвиг компенсатора Дс определяется соотношением

Сравнение теоретических и экспериментальных результатов измерения показало, что основные расхождения между ними .обусловлены остаточным двулучепреломлением материала ромба, а также величиной фоновой засветки используемого монохроматора в УФ части спектра.

3. Анализирующее устройство.

Одним из важнейших элементов анализирующего устройства является призма Волластона. Одним из главных требований, предъявляемых к призме Волластона, - это высокая симметричность в пропускании двух взаимоортогональных-компонент. В результате проведенных исследований был обнаружен слабый дихроизм в ультрафиолетовой части спектра. При этом величина дихроизма для различных заготовок в значительной степени отличалась друг от.друга, что не указывалось в паспортных данных на материал. В связи с этим была разработана методика и контрольная установка, позволяющая сортировать заготовки по величине анизотропного поглощения.

ре и спектроэллипсометрическом индикаторе используется

(26)

\

Дс

98

96.

94

92 90

I - монохроматор, 2 - поляризатор, 3 - исследуемый компенсатор, 4 - анализатор

—I-1-1-1-1—

2ЬО 2£0 320 360 кОО

—I—

500

Спектральные зависимости фазового сдвига компенсаторов, изготовленных по различным технологиям

1 - блочная конструкция

2 - монолитная конструкция

-- экспериментальная зависимость

--- теоретическая

500

600

7 оо

Л им

Рис. Ю

В заключении сформулированы основные результаты и выводы.

1. Реаена задача взаимодействия квазимонохроматической волны с элементами эллипсометра. Теоретически получено соотношение, определяющее величину спектральной погрешности. Предложен механизм минимизации величины^, спектральной погрешности, подтвержденный экспериментальными результатами .

2. Разработан критерий оценки качества эллипсометри-ческих схем. Предложенный обобщенный показатель качества отражает совокупность потребительских свойств спектрально-эллипсометрической аппаратуры. Проведена количественная

оценка пяти эллипсометрических схем, получивших наибольшее распространение в практике.

3. Разработан новый вид эллипсометрической схемы "балансная схема". Данная схема использовалась в эллипсометре высокого пространственного разрешения "Микроскан", спектро-эллипсометрическом индикаторе. •

4. Создан опытно-конструкторский образец автоматического спектро-эллипсометра, внедренный на предприятиях НПО "Орион" (г. Москва).

5. Разработан экспериментальный образец спектро-эллип-сометрического индикатора, предназначенный для контроля роста диэлектрических пленок при изготовлении многослойных оптических покрытий.

6. Проведены исследования и разработана контрольная установка для проверки и аттестаций компенсаторов в спектральном диапазоне 230-800 нм.

7. Проведены исследования анализирующего устройства, обнаружено слабое анизотропное поглощение материала исландский шпат в ультрафиолетовой части спектра, разработана контрольная установка, позволяющая сортировать заготовки по величине анизотропного поглощения.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мамсдов Н.Т., Мустафаев Ф.А., Алгазин Ю.Б., Федори-нин В.Я. Эллипсометрические исследования диэлектрической ' проницаемости J£ S & •// Оптика и спектроскопия, - 1990. -т. 68, - вып. 5. - с. 1200

2. Федоринин В.Н., Соколов В.К.Критерий качества эллипсометрических схем.// Оптика и спектроскопия. - 1991. -т. 70, - вып. 5, -с. 1169

3. Рыхлицкий C.B., Соколов В.К., Федоринин В,Н. "Спектроэллипсометр", ав.свид. № 1495648 от 22.03.1989 МКИ Сои Ч/оц

4. Соколов В.К., Свиташев К.К., Федоринин В.Н. и др. -Автоматизированный спектральноэллипсометрический комплекс.// Приборы и техника эксперимента. - 1989. - № 4. - с. 234

5. Блюмкина D.A., Архипенко A.B., Иощенко H.H., Леонен-ко А.Ф., Рыхлицкий C.B., Соколов В/К., Свиташев К.К., Федо-. ринин В.Н. и др. Автоматический эллипосметрический комплекс ЛЭ&-4А.// Эллипсометрия - теория, методы, приложения.

- Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1987, -с. I08-III

6. Рыхлицкий C.B., Селезнева В.Л., Соколов В.К., Фе-доринин В.Н. Прецизионные магнитооптические элементы для модуляционной нуль-спектрометрии.// Прогрессивные методы изготовления и контроля современных оптических приборов.

- Новосибирск. - НИИГАиК, 1987, - с. 129-133

7. Федоринин В.Н. Метод эллипсометрического анализа периодических структур.// Эллипсометрия - теория, методы, приложения. - Новосибирск. Наука, Сиб. отд-ние, 1987. -с. 123-126.

8. Лульченко H.A., Ладыгин В.И., Рыхлицкий С.В;, Соколов В.К., Спесивцев Е.В., Федоринин В.Н., tfymiH B.B. Автоматический лазерный эллипсометр ЛЭФ-801 "Микроскан".// Лазеры и современное приборостроение. - Санкт-Петербург: Лен-кое отд-ние Знание. -1991. -с. 240