Малюнок 3.11 - Експериментально отриманий спектр відображення одношарового покриття SiO 2 товщиною 3? /4
Малюнок 3.12 - Теоретично розрахований спектр відображення п'ятишарового покриття ZrO 2 + SiO 2 товщиною ? /4
Малюнок 3.13 - Експериментально отриманий спектр відображення п'ятишарового покриття ZrO 2 + SiO 2 товщиною ? /4
3.2 Контроль оптичних характеристик за допомогою спектрального еліпсометрія ESM 512
Для того, щоб охарактеризувати з оптичною погляду тонку ізотропну плівку, необхідно вказати значення оптичних постійних n і k , матеріалу а також її товщину d . Метод еліпсометрії заснований на вимірюванні параметрів, що описують стан поляризації відбитого від досліджуваної плівки світла. Оскільки плоскополярізованний світло після відбиття виявляється еліптично-поляризованим, зрозуміло походження назви цього методу. За допомогою еліпсометрія визначаються зрушення фаз при відображенні світлових хвиль, поляризованих паралельно площині падіння d p і перпендикулярно площині падіння d s , а також відносний азимут еліпса поляризації відбитого світла y . Ці експериментальні параметри пов'язані оптичними параметрами плівки:
, (3.5)
(3.6)
де, - комплексні коефіцієнти відбиття для паралельно і перпендикулярно поляризованого світла.
Вираз (3.5) є рівнянням для комплексних величин, яке розбивається на два рівняння - для дійсної та уявної складових. Тобто, вирішивши рівняння (3.5), можна знайти значення двох величин, наприклад n і k , якщо d визначено з незалежних вимірювань. Всі три величини n , і k і d можуть бути визначені за < i align="justify"> D і y , виміряних при двох різних кутах падіння. Відмінна риса елліпсометріческіх методів полягає в тому, що вимірюваними величинами є кути, різниці фаз та відношення амплітуд компонент світлової хвилі. Вид еліпсометрія ESM 512, на якому проводилися виміри оптичних параметрів представлений на малюнку 3.15.
Малюнок 3.15 - еліпсометрія ESM 512
Спектральний еліпсометрія ESM 512 складається з блоку живлення, оптико-механічної частини еліпсометрія з вбудованим в неї джерелом світла на 8 світлодіодах, малогабаритним дифракційним монохроматором, лінійкою фотодіодів, і електронної системи управління, сполучення та реєстрації елліпсометріческіх параметрів з комплектом програмного забезпечення мовою Visual С. Принцип дії спектрального еліпсометрія ESM 512 заснований на перемиканні стану поляризації, при цьому на досліджуваний зразок поперемінно направляється пучок білого світла, що перетворюється в послідовність ортогонально поляризованих пучків з азимутами лінійної поляризації Р і Р + 90 градусів. Відбите від зразка випромінювання з кожним станом поляризації поперемінно розділяється в послідовність ортогонально поляризованих пучків з азимутами лінійної поляризації A і A + 90 градусів, потрапляє на монохроматор, що формує спектр на лінійці 512 фотодіодів, що аналізується електронною системою реєстрації елліпсометріческіх параметрів.
Таблиця 3.1 - Технічні характеристики еліпсометрія ESM 512
Спектральний діапазон довжин волн350 - 810 нмСпектральное разрешеніе4 нмВоспроізводімость і стабільність при ізмереніі- елліпсометріческіх параметрів? і? на просвіт не гірше 0,01 0.- Товщини - не гірше 0,1 нм * - показника заломлення - 0,005 * .Діапазон встановлюваних кутів паденія45 0 - 90 0 з інтервалом 5 0 Діапазон вимірюваних толщін0,1 нм - 5 мкмДіаметр світлового луча3 мм (200 мкм з мікропріставкой) Типовий час вимірювання спектраот 3 сек і більше в залежності від спектрального діапазону і необхідної точностіДіскретность вимірювань спектра1 нм
У еліпсометрії вимірюється відносний фазовий зсув двох ортогонально поляризованих компонент і їх відносна зміна при взаємодії пучка із зразком. Для еліпсометрії з конфігурацією полярізатор- образец- аналізатор інтенсивніст...
