SU1024703A1 - Способ контрол толщины и показател преломлени диэлектрической пленки на диэлектрической подложке - Google Patents

Description

о

fO

ч

э Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  параметров пленочных покрытий и пленочны световодов, примен емых в оптических приборах и устройствах. Известен способ одновременного раздельного определени  толщины и показатели преломлени  пленок на подложках, заключающийс  в том, что на исследуемую пленку с подложкой воздействуют пучком света с эллиптической пол ризацией, измер ют параметры эллипса пол ризации отраженного (или проход щего) света и, срав нива  их с параметрами эллипса пол ризации падающего света, с помощью известных теоретических соотноцеНИИ вычисл ют показатель преломлени  и толщину пленки на подложке р . Недостатками этого способа  вл ютс  сложность, трудоемкость и, как следствие, низка  точность процесса измерений параметров эллипса пол ризации света. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ определени  толщины и показател  преломлени  диэлектрической Пле ки на диэлектрической подложке, з ключающийс  в том, что освеща1рт пленку пол ризованным излучением под углом к поверхности, измер ют интенсивность отраженного излучени , опре дел ют коэффициент отражени , по которому вычисл ют значени  угла Бюстера, и определ ют толщину и показатель преломлени  пленки i2j. Недостатком известногб способа  вл етс  низка  точность определени  показател  преломлени  и толщины реальных, т.е. неоднородных пленок. Это св зано, в частности, с тем, что в зависимости коэффициента отражени  света от углов падени  дл  неоднородных пленок сильно завис т от хара тера и величины неоднородности показател  преломлени  и толщииь таких пленок. В результате необходим большой объем расчетов зависимостей коэф фициента отражени  пленки с найденным показателем преломлений от падени  при различных значени х ее толщины.Цель изобретени  - повышение точности определени  показател  преломлени  и толщины диэлектрической пленки на диэлектрической подложке. Поставленна  цель достигаетс  тем, чтосогласно способу определени , толщины и показател  прелрмлени  диэлектрической пленки на диэлектрической подложке, заключающемус  в том, что освещают пленку пол ризованным . излучением под углом к поверхности , измер ют интенсивность отраженного излучени , определ ют коэффициент отражени , по которому вычисл ют значени  угла Брюстера, и определ ют толщину и показатель преломлени  пленки, помещают пленку в иммерсионную жидкость, освещен ие. производ т излучением, пол ризованным перпендикул рно к плсэскости падени  излучени , а затем компланарно плоскости падени  излучени , угол Брюстера вычисл ют дл  двух ;случаев пол ризации по минимальному значению коэффициента отражени , а толщину и показатель преломлени  пленки определ ют по известным зависимост м . СпосЬб осуществл етс  следующим образом. При изменени х угла падени  излучени  от О до 90 коэффициент отражени  света от пленки с подложкой в иммерсионной жидкости периодически происходит через максимумы и минимумы, соответствующие максимумам и минимумам интерференции лучей, отраженных от первой и второй поверхностей пленки, причем в случае однот родной прозрачной пленки величина коэффициента отражени  при углах падени , соответствующих интерференционным минимумам, должна быть близкой к нулю. В случае неоднородной пленки происходит лишь некоторое увеличение коэффициента отражени  в области интерференционного минимума, что не оказывает существенного вли ни  на точность определени  углов падени , соответствующих услови м минимумов интерференции лучей, отраженных от разли ных пов ерхностей пленки, т.е. от границ иммерсионна  жидкость - пленка и плёнка - подложйа соответственно. Из услови  интерференционного минимума коэффициента отражени  света от пленки с подложкой 6 иммерсионной жидкости вычисл т етс  толщийа Пленки где к - 1, 2, 3,.. пор док интерференционного минимума, длина волны света в вакууме , показатель пре ломлени  материала подложки и иммерсионной жидкости, средний (по ТО щине)показател преломлени  пленки, . углы падени , соответствующи интерференции онным минимума пор дка. Повышение точнсх:ти контрол  досТйгаетс  заменой слоисто-неоднородной оптической системы (воздух - пле ка - подложка) с различными прказате Л ми всех трех сред физически более простой системой (иммерсионна  жидг кость - пленка - подложкаУ, в которой показатели преломлени  сред, .гра ничащих Собеими поверхност ми пленки , одинаковы.Эto приводит к тому, что в случае однородной пленки при угле падени , равном углу Брюстера пленки, коэффицибгнт отражени  от пленки с подложкой, помещенных в иммерсионную жидкость , обращаетс  в нуль, и в случае неоднородной пленки (хот  коэффициент отражени  не обращаетс  в нуль); он имеет минимум при угле падени , соответствующем v среднему значению (ig) угла Брюстера неоднородной пленке, т.. среднему значению показател  преломлени  Н)у причем -. - П -Побо нк4Л2) Показатель преломлени  h св зан с величиной iо зависимостью - . , (3) тде MO - показатель преломлени  иммерсионной жидкости о - угол Брюстера, вычисленный по минимальному значению коэффициента отражени . Дл  разделени  интерференционных минимумов коэффициента отражени  излучени  и минимума, соответствующего углу Брюстера, определ ют коэффициент отражени  света в зависимости от угла падени  при двух пол ризаци х компланарной и перпендикул рной плоскости падени  излучени , В этом случае интерференционные минимумы коэффициента отражени  будут наблюдатьс  при обеих пол ригзаци х излучени , тогда как брюстеровский минимум будет наблюдатьс  лишь при одной из них, что позвол ет точно разделить интерференционные минимумы коэффициентов отражени  и воспользоватьс  формулой (2) дл  расчета тощины пленки. Таким образом, предлагаемый спос позвол ет раздельно с высокой точностью определ ть показатель преломлени  и толцину диэлектрической пленки на диэлектрической подложке за счет вычислени  Брюстера дл  двух случаев пол ризаций и помещении пленки в иммерсионную жидкость.

Claims (1)

1. СПОСОБ контроля ТОЛЩИНЫ

   И ПОКАЗАТЕЛЯ преломления диэлектрической ПЛЕНКИ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКЕ, заключающийся в том, что освещают пленку поляризованным излучением под углом к поверхности, изме ряют интенсивность отраженного излу чения, определяют коэффициент отражения, по которому вычисляют значения угла Брюстера, и определяют толщину и показатель преломления пленки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, помещают пленку в иммерсионную жидкость, освещение прЬиэ&рдят излучением, поляризованным пер-* пендикулярно к плоскости падения излучения, а затем компланарно плоскости падения излучения, угол Брюстера вычисляют для двух случаев поляризации по минимальному значению коэффициента отражения, а толщину' и показатель преломления пленки определяют по известным зависимостям.

   102^703