где sq – волновое число в массиве дискретных точек отсчётов по спектраль-ному диапазону; С(sq)p,s и S(sq)p,s – действительная и мнимая части ком-плексного спектра I*Dф(sq)p,s для линейно поляризованных р- и s-компонент потока излучения. . . Приведённые спектральные соотношения (17.1) и (17.2) для комплексных спектров интенсивности I*Dф(sq)p и I*Dф(sq)s для линейно поляризованных р- и s-компонент потока излучения, отражаемого исследуемым объектом, решают проблему определения спектра эллипсометрических параметров y(sq) и D(sq) исследуемого объекта. В самом деле, рассчитаем модули |I*Dф(sq)p| и |I*Dф(sq)s| спектральных интенсивностей I*Dф(sq)p и I*Dф(sq)s для линейно поляризован-ных р- и s-компонент потока излучения на выходе из поляризационного светоделителя А:
|I*Dф(sq)p| = {С(sq)2p + S(sq)2p}1/2 (17.3). .
|I*Dф(sq)s| = {С(sq)2s + S(sq)2s}1/2 (17.4).
возьмём их отношение и получим спектр параметра y(sq): . .
Отношение мнимой части S(sq)p,s комплексного спектра интенсивности I*Dф(sq)p,s для линейно поляризованных р- и s-компонент потока излучения к соответствующей действительной части С(sq)p,s позволяет найти спектр фаз dp,s(sq) для этих линейно поляризованных р- и s-компонент потока излучения: .
dp(sq) = arc tg{[S(sq)p]/[С(sq)p]} (17.6). .
ds(sq) = arc tg{[S(sq)s]/[С(sq)s]} (17.7).
а их разность определяет спектр второго эллипсометрического параметра: . .
D(sq) = dp(sq) – ds(sq) (17.8). .
Современные компьютеры позволяют работать непосредственно с комплексными величинами и, в частности, с комплексными обратными фурье-преобразованиями F–1{IDф[Zo(t)k]}p,s на дискретном множестве отсчётов интерферограмм IDф[Zo(t)k]p,s, где k – номера отсчётов на интерферограммах для линейно поляризованных р- и s-компонент потока излучения. Это позволяет сразу получать спектр комплексного относительного коэффици-ента отражения r*(sq) для линейно поляризованных р- и s-компонент потока излучения на отражателе:
r*(sq) = F–1{IDф[Zo(t)k]}p/ F–1{IDф[Zo(t)k]}s (17.9). представляющего собой основное уравнение фурье-спектроэллипсометрии. . . Соответственно получаются и спектры эллипсометрических параметров исследуемого объекта:
Основные уравнения фурье-спектроэллипсометрии в виде соотношений (17.10), (17.11), (17.12) и (17.13) служат основанием для решения обратной задачи эллипсометрии – определения спектра действительной n(sq) и мнимой k(sq) частей комплексного показателя преломления n*(sq) = n(sq) + ik(sq) оптически изотропного поглощающего отражающего слоя на подложке, а также и толщины d этого слоя. Использование потоков излучения от широкополосных некогерентных источников электромагнитных волн в методе фурье-спектроэллипсометрии требует использования определённых конструктивных решений и приёмов для организации достаточно плоского потока излучения на поляризаторах, светоделителях и на исследуемом объекте, а также достаточно необходимой чувствительности метода к измеряемым в опыте параметров. В этой связи в фурье-спектрометрии ограничиваются геометрией облучения исследуемого объекта только под одним углом падения/отражения, обычно близким к углу Брюстера или каким-то другим из соображений удобства эксперимента. Спектральное разрешение ds достаточно близких спектральных компонент s1 и s2 в фурье-спектроэллипсометрии определяется общим условием спект-рального разрешения для фурье-спектрометрии:
ds = (1/2Zомакс) (17.14)
где Zомакс – максимальная величина сканирования Zo(t) разности оптических путей для интерферирующих пучков в двулучевом интерферометре, реализуемая при регистрации линейно поляризованных компонент потоков излучения как с поляризацией р-типа, так и поляризации s-типа. . . Любой тонкий метод измерений характеризуется пороговой чувствитель-ностью к измеряемому потоку светового излучения или обнаружительной способностью по отношению к измеряемым параметрам. В случае интер-ференционного фурье-спектроэллипсометра это будут пороговая (или обна-руживаемая) мощность спектрального излучения dФN, известная также как шумовой эквивалент мощности:
dФN = (ZомаксSпр1/2)/(Т1/2qhD*) (17.15). .
Здесь Sпр – приёмная площадка фотоприёмника (см2); Т – время измерений; q – предельный геометрический фактор спектроэллипсометра (в см2×стерад); h – полная относительная эффективность использования потока излучения; D* – приведённая обнаружительная способность фотоприёмника (смГц½/Вт): .
D* = (Sпр/Рпор) (17.16).
где Рпор – пороговая чувствительность фотоприёмника, определяемая как среднеквадратичная шумовая интенсивность Nш принимаемого фотоприём-ником сигнала, поделённая на радикал от низкочастотной полосы пропуска-ния Df приёмно-регистрирующей и усилительной части установки:
Рпор = (Nш /Df1\2) (17.17). . Заметим в этой связи, что предельный геометрический фактор спектро-эллипсометра q обусловлен обычно предельным геометрическим фактором для фотоприёмника qпр:
qпр = SпрWпр (17.18).
где Wпр – телесный угол, под которым падает поток излучения на фото-приёмник, причём при наличии иммерсионного сопряжения оптических сред фотоприёмника и окружения:
Wпрмакс @ 2p (17.19). .
В частности, в своих исследованиях в терагерцовой (субмиллиметровой) области спектра электромагнитных волн мы эффективно использовали для иммерсионного сопряжения фотоэлектрического приёмника из антимонида индия n-типа (n-InSb), работающего при температуре кипения жидкого гелия Т = 4,2 К и обладающего пороговой чувствительностью Рпор = 10–12 Вт/Гц1/2, фоконы (конические световоды) из германия Ge, показатель преломления которого n = 4,0, совпадая с показателем преломления n-InSb.
Полная эффективность h фурье-спектроэллипсометра:
h = xмодtоптcинтpпол (17.20).
где xмод – эффективность модуляции потока излучения (например, при амплитудной модуляции путём вращающегося прерывателя xмод = 0,5, а при фазовой модуляции в интерферометре Майкельсона xмод @ 1); tопт – коэффи-циент пропускания оптического тракта прибора; cинт – эффективность деления световых потоков по интенсивности светоделителями интерферо-метра (в лучшем случае составляет » 0,25); pпол – эффективность деления потока излучения на линейно поляризованные компоненты потока излучения поляризационными светоделителями на выходе эллипсометра. Наконец, обнаружительная способность ИК фурье-спектроэллипсометра оценивается среднеквадратичными дисперсиями dy и dD эллипсометриче-ских параметров y и D, которые понимаются как наименьшие значения обнаруживаемых на фоне шумов экспериментальной установки этих параметров, причём:
dD = (dy/2) = (2r2срN1/2)–1 ×[(РпорFизбDf1/2)/(Nшум)] (17.21). . Здесь rср – усреднённый по линейным поляризациям р- и s-типа модуль амплитудного коэффициента отражения; N – разрешающая способность фурье-спектрометра, причём множитель N–1.2 в соотношении (17.21) учиты-вает так называемый выигрыш Фелжетта в фурье-спектрометрии; Fизб – фактор избыточности шумов, учитывающий реальный уровень шумового сигнала по сравнению с идеальным; Df – полоса пропускания низкочастотной приёмно-усилительной и регистрирующей части аппаратуры прибора. . .
ЛЕКЦИЯ 18.ТРУДНОСТИ ТРАДИЦИОННОЙ ЭЛЛИПСОМЕТРИИ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ IN SITU.ПОНЯТИЕ О ХОЛОЭЛЛИПСОМЕТРИИ И ХОЛОЭЛЛИПСОМЕТРАХ.
Эллипсометрия – это довольно чувствительный метод дистанционного неразрушающего бесконтактного контроля оптических свойств поверхности различных тел. Более того, она является даже не просто неразрушающим методом контроля, но и вообще не возмущающим изучаемые процессы на объекте. Традиционная эллипсометрия, рассматриваемая нами во всех пред-шествующих лекциях, описывает состояние поляризации отражаемого изуча-емым образцом потока света с помощью двух определяемых эксперимен-тально эллипсометрических параметров r = tgy и D, представляющих собой отношение модулей rp и rs и соответственно разность фаз dp и ds для ком-плексных амплитудных коэффициентов отражения r*p и r*s линейно поля-ризованных p- и s-компонент потока волн. Использование двух эллипсомет-рических параметров r и D для линейно поляризованных p- и s-компонент отражаемого объектом света позволяет обойти, исключить поляризацион-ную аппаратную функцию самого эллипсометра. Она даёт вклад в интенсив-ность на выходе прибора линейно поляризованных p- и s-компонент потока света из-за их взаимодействия с оптическими элементами прибора на пути потока от источника света до фотоприёмника. Эта возможность метода, по-зволяющая использовать два эллипсометрических параметров r и D объекта, лежит в основании принципа работы всех известных эллипсометров.
Определение этих параметров r и D сводится по существу к двум отсчё-там при соответствующем размещении по схеме PCSA или PSCA оптических элементов эллипсометра. В ненулевых методах эллипсометрии считываются показания интенсивности выходных сигналов, а в нулевых – азимуты поля-ризатора и анализатора, при которых наблюдается гашение сигнала. Такая необходимость проведения отсчётов, сдвинутых во времени, и поиска этих положений отсчёта составляет главное затруднение для традиционных при-боров при работе в режиме реального времени (режиме in situ). Дело в том, что главные условия при осуществлении измерений параметров поверхност-ных слоёв в процессе их роста, в ходе технологического процесса по обра-ботке поверхности образца, при изучении быстротекущих процессов, иначе говоря, при изучении процессов в реальном времени (режиме in situ), а также при использовании импульсного излучения состоят в обеспечении, во-пер-вых, параллельности (или одновременности) измерения этих параметров и, во-вторых, быстродействия, соответствующего характерным временам изуча-емого (контролируемого) процесса на объекте. А при определении его пара-метров методом, свойственным традиционной нуль-эллипсометрии, наруша-ются оба эти условия измерений in situ.
Но и параллельное определение двух параметров r и D, возможное для некоторых рассмотренных нами автоматических и ненулевых эллипсомет-ров, не снимает тем не менее всех трудностей при реализации измерений в режиме in situ. Дело в том, что в случае образца, типичного для практики эллипсометрических измерений и представляющего собой тонкую поглоща-ющую плёнку, необходимо при решении обратной задачи эллипсометрии знать не менее трёх экспериментально определяемых параметров. Такое число экспериментальных параметров нужно иметь, чтобы получить соот-ветственно значения трёх электродинамических (теоретически необходимых) параметров объекта: действительной n и мнимой k частей комплексного показателя преломления n* исследуемого (контролируемого) образца, напри-мер, полимерного резиста, а также и его толщины d. При этом считают, что оптические свойства окружающих объект сред известны на основе предвари-тельных измерений и остаются при этом постоянными в течение всего опыта. Определение же значений параметров n и k и толщины плёнки d в режиме in situ оказывается уже не прямым, но косвенным, нуждающимся при решении обратной задачи эллипсометрии в использовании конкретных числовых зна-чений какого-то их этих параметров. Наконец, обычно используемое при рас-чётах допущение, что поляризационные аппаратные функции эллипсометра А*р и А*s для линейно поляризованных p- и s-компонент потока света на объекте равны (А*р = А*s), верно лишь в том случае, если приняты специаль-ные меры симметризации этих аппаратных функций прибора, когда обеспе-чивается равенство А*р = А*s. Но это обычно не предпринимается. Отсюда, конечно, систематические погрешности при определении как самих эллипсо-метрических параметров r и D образца (объекта), так и при решении обрат-ной задачи эллипсометрии в интересах приложений на практике.
Метод эллипсометрии, удовлетворяющей требованиям обеспечения необ-ходимого для режима in situ быстродействия и параллельности получения полного, то есть теоретически необходимого для решения обратной задачи эллипсометрии, набора экспериментально определяемых оптических пара-метров слоистой структуры, назван нами холоэллипсометрией.
Холоэллипсометрия есть эллипсометрия полного набора параллельно оп-ределяемых экспериментально в режиме in situ оптических параметров слои-стого объекта, нужных для решения обратной задачи эллипсометрии в масс-штабе реального времени для протекающих на нём процессов. Эта задача, как и любая из известных задач восстановления локальных или дифференци-альных параметров физической системы по её интегральным параметрам, ко-торые определяются экспериментально, относится к классу так называемых математически некорректных задач. Решение таких задач требует (1) доволь-но высокой точности получения экспериментальных параметров (требует довольно малой погрешности измерений) и (2) избыточности в количестве параметров, определяемых в эксперименте.
Реализация холоэллипсометрии, снимающей отмеченные затруднения тра-диционной эллипсометрии при работе в режиме in situ, обеспечивается соот-ответствующим устройством – холоэллипсометром, в основе работы кото-рого лежит известная, рассмотренная нами уже ранее, ненулевая методика определения эллипсометрических параметров объекта, организованная по схеме PSCA (или в русской аббревиатуре: ПОКА). Блок-схема холоэллипсо-метра, которая позволяет реализовать холоэллипсометрию, приведена на рисунке 18–1 для простой, но важной на практике слоистой структуры, созданной изотропной поглощающей плёнкой на изотропной подложке. Здесь свет от лазерного источника 1 через линейный поляризатор 3 направ-ляется на светоделитель 4 потока света, который расщепляет падающий на него поток света на две части: опорную О и информационную И, при этом они имеют на выходе из расщепителя 4 одинаковые типы поляризации. Далее опорная часть потока О непосредственно и информационная часть И после взаимодействия с образцом 5 разделяются на четыре опорных и четыре информационных пучка с различными для каждой части, но идентичными для соответственных опорных и информационных пучков поляризациями.
Рисунок 18–1. Блок–схема холоэллипсометра для слоистой структур .
Опорная О и информационная И части потока света расщепляются соот-ветственно идентичными светоделителями 6о и 6и на пары пучков света (Io, IIo) и (Iи, IIи ); а каждый пучок из этих пар Iо,и и IIо,и разделяются помещён-ными на их пути поляризационными 7о,и и 8о,и призмами. Так получают четы-ре опорных и четыре информационных пучка. Их интенсивности измеряют одновременно отдельными фотоприёмниками 9о–1¸9о–4 и 9и–1¸9и–4. Для первой пары пучков Io и Iи на выходе из линейных поляризационных призм 7о и 7и имеем пучки с ортогональными p- и s-линейными поляризациями, соотнесёнными с главными p- и s-линейными поляризациями для образца 5. Для второй пары пучков IIo и IIи на выходе из поляризационных призм 8о и 8и имеем круговые поляризации с левым и правым вращением, если призмы 8о и 8и являются круговыми призмами. Каждую из них можно заменить поляриза-ционной призмой, позволяющей иметь на её выходе пучки света с линейной поляризацией, ортогональные направления которых составляют угол в 45º с ортогональными p- и s-линейными поляризациями пучков света на выходе из призмы 7о,и. И такое взаимное расположение линейных поляризационных призм 7о,и и 8о,и обеспечивается поворотом последней приэмы 8о,и на угол в 45º в плоскости, перпендикулярной оси потока относительно 7о,и призм. Призмами 7о,и и 8о,и прибора могут быть поляризациионные призмы Фуко-Глана, дающие фактор гашения на уровне 10-6¸10-7. . . Интенсивности этих опорных и информационных пучков преобразуются системой фотоприёмников 9о–1¸9о–4 и 9и–1¸9и–4 в электрические сигналы, которые с выхода каждого из фотоприёмников одновременно регистриру-ются системой регистрации 10 и обрабатываются системой обработки 11 сиг-налов, что позволяет на основе совместных математических соотношений для интенсивностей опорных и информационных пучков определить три эл-липсометрических параметра rр, rs и D изучаемой плёнки на подложке. Ре-зультаты обработки банка данных выдаются затем системой отображения 12 в виде определяемых параллельно эллипсометрических параметров rр, rs и D образца и по необходимости для поглощающей плёнки в виде оптических па-раметров: действительной n и мнимой k частей комплексного показателя пре-ломления n*, толщины d плёнки.
Отметим, что для плёнки, частично пропускающей свет, число определя-емых параллельно эллипсометрических параметров можно удвоить, если ис-пользовать в качестве информационной части потока как отражаемые, так и пропускаемые образцом части падающего на него потока света, анализ же состояния поляризации пропускаемой части потока света ведётся идентично анализу поляризации для отражаемой образцом части потока света. . . Итак, основой метода холоэллипсометрии вне зависимости от схем кон-кретной реализации холоэллипсометра служит формирование в рамках одной установки двух независимых измерительных каналов путём организации ос-новного информационного потока, зондирующего изучаемый объект, и дополнительного опорного (референтного) потока излучения. Основной и опорный потоки света организуются тем, что один исходный поток света, про-шедший от источника света сквозь линейный поляризатор, расщепляется стандартным светоделителем ещё до поступления потока света на образец после его выхода из поляризатора. Расщеплённые светоделителем потоки света поступают на основной объект и вспомогательный опорный объект, причём здесь возможно и отсутствие опорного объекта на пути опорного потока (как в рассмотренной блок-схеме холоэллипсометра на рисунке 18–1). В используемой здесь схеме ПОКА (PSCA) размещения оптических элемен-тов холоэллипсометра компенсатор К (или С) фазовых параметров помещают непосредственно перед входом каждой из поляризационных призм как анализаторов состояния поляризации света. . . Существенно, что в отсутствии основного образца 5 по схеме без исполь-зования опорного объекта или при замене основного объекта эталонным, идентичным опорному, оптические тракты и электроизмерительные схемы в измерительных каналах представляются, по идее развиваемого подхода, одинаковыми. Это обеспечивают подбором характеристик соответственных элементов прибора. Неизбежные же в действительности различия его аппарат-ных функций для соответственных поляризованных компонент потоков света в измерительных каналах можно учесть без каких-либо затруднений путём предварительных опытов при помещении на пути потоков света в каналах идентичных эталонных отражателей, которые можно и менять своими местами. Результаты таких предварительных опытов вносят в банк данных регистрирующей части прибора, так как они относятся к свойствам оптических элементов установки, которые остаются, по идее подхода, неизменными и не затрагиваются процессами обработки основного контролируемого объекта. Полезна корректировка данных, так как из-за флуктуаций во внешней среде возникает «плавание» и внешних условий проведения измерений, и рабочих параметров самой установки. . . Другая принципиальная черта холоэллипсометрии состоит в том, что ин-формационные и опорные потоки света в каждом из анализаторов состоянии поляризации разделяют на четыре информационных и четыре опорных пучка излучения с различными поляризациями для пучков в каждом используемом измерительном канале, но при этом идентичными для соответственных ин-формационных и опорных пучков излучения. Информационный и опорный потоки излучения расщепляются на два пучка излучения на входе каждого анализатора соответственно одинаковыми светоделителями (одинаковыми относительно и друг друга, и светоделителей на входе прибора). Каждый из пучков расщепляется установленными на их пути идентичными поляризаци-онными призмами высокого качества (при гашении одной из линейно по-ляризованных компонент потока излучения на уровне ≈ 10–6 – 10–7) ещё на два пучка излучения со взаимно ортогональными поляризациями. Эти-то пучки и регистрируются одновременно и параллельно одинаковыми по своим характеристикам фотоприёмниками, обладающими достаточным для обеспечения режима in situ быстродействием и подсоединёнными своими выходами к отдельным приёмно-усилительным и регистрирующим частями. Все эти регистрирущие части подключаются к общему автономному высокопроизводительному компьютеру. Информацию о состоянии поляризации основного и опорного потоков света получаем потому, что одна из поля-ризационных призм в анализаторе каждого измерительного канала отбирает компоненты света с линейными p- и s-поляризациями основного (и соответ-ственно опорного) объекта, а другая отбирает компоненты потока света, в которых электрические вектора либо вращаются по кругу влево или вправо, если смотреть навстречу потока света, либо колеблются под углом ±45° отно-сительно направлений колебаний электрического вектора для поляризован-ных p- и s-компонент потоков волн в первой из этих призм.
ЛЕКЦИЯ 19. ХОЛОЭЛЛИПСОМЕТР-27 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ IN SITU.
Холоэллипсометры как экспериментальные или технические устройства, обеспечивающие осуществление физико-технических принципов по опреде-лению параллельно и одновременно полного набора оптических параметров изучаемой слоистой структуры в режиме in situ или при импульсных изме-рениях, строятся функционально, схемотехнически и конструктивно сооб-разно требованиям и условиям экспериментальной и теоретической обста-новки выполнения измерений. В частности, холоэллипсометр, обеспечиваю-щий соответственно работу с оптически изотропным поглощающим тонким слоем на изотропной подложке, детально рассмотрен в лекции 18. Опираясь на предложенную в ней методологию, продолжим её дальнейшее развитие. . . Такое развитие мы видим в существенном расширении определяемых в эксперименте параллельно (одновременно) и с нужным быстродействием оп-тических параметров, описывающих быстротекущие физико-химические процессы на изучаемой (контролируемой) слоистой структуре.
Так, в одном из частных, но практически важных случаев, когда изучае-мым объектом служит двухслойная оптически изотропная поглощающая плёнка, наносимая на оптически изотропную подложку, число одновременно измеряемых с нужной быстротой параметров оказывается не меньше шести: это толщины слоёв d1 и d2, действительные n1 и n2 и мнимые k1 и k2 части комплексных показателей преломления n*1 и n*2 веществ для этих слоёв слоистого тела. В случае, когда объектом служит плёнка оптически анизотропного одноосного кристалла, число таких оптических параметров также оказывается не меньше шести. Блок-схема лазерного холоэллипсометра-27, позволяющего получать параллельно, в одно и то же время и с должным быс-тродействием, по крайней мере, двадцать семь (27) определяемых в экспери-менте эллипсометрических параметров, представлена на рисунке 19–1. Здесь 1 – источники света с различными частотами (длинами волн) света(на рисунке представлены три лазера); 2 – блок пуска и питания источников света 1; 3 – совместитель, сводящий в один пучок потоки света от его источ-ников 1; 4 – поляризатор; 5 – светоделители световых пучков; 6 – направля-ющие зеркала; 7 – светоотщепитель; 8и – исследуемый объект; 8э – опорный объект (эталон); 9и и 9о – системы формирования информационных и опорных пучков света; 10и и 10о – системы выделения гармоник информационных и опорных пучков света на соответственные частотам поляризованных потоков света информационные и опорные подпучки; 11и и 11о – компенсаторы аппаратной разности фаз для получаемых информационных и опорных под-пучков; 12и и 12о – фотоприёмники для измерения интенсивностей информационных и опорных подпучков; 13и и 13о – система усиления и регистрации электрических сигналов с выходов соответственных фотоприёмников; 14 – система обработки электрических сигналов; 15 – система отображения банка данных (эллипсометрических параметров объекта для соответственных частот в каждом потоке поляризованного света, отличающемся от других потоков углом падения на основной 8и объект, согласно требованиям определе-ния in situ состояния объекта в реальном времени); 16 – линия синхронизации блока 2 пуска и питания источников 1 света и системы 14 обработки электрических сигналов; 17и и 17о – входные фоконы (конически сходящиеся или расходящиеся световоды) на объекте 8и и эталоне 8э; 18и и 18о – камеры для размещения объекта 8и и эталона 8э; 19и и 19э – держатели для установки объекта 8и в камере 18и и эталона 8э в камере 18э; 20и и 20э – окружающие соответственно исследуемый (контролируемый) объект 8и и эталон 8э жидкие среды; 21и и 21э – выходные фоконы на объекте 8и и на эталоне 8э. . . Образец 8и –эпитаксиальная плёнка антимонида индия n-типа – n-InSb (толщина d = 0,2 мкм, плотность носителей заряда N » 1015 см–3 при тем-пературе Т = 300 К на подложке из высокоомного антимонида индия р-типа); образец 8и находится в среде химически активного жидкого травителя. Опорный образец (эталон) 8э по реализации аналогичен основному образцу 8и. Источники света 1 – накачиваемые полупроводниковые лазеры: (1) лазер из арсенида галлия GaAs (l » 0,895 мкм; мощность в непрерывном режиме излучения Р = 0,7 Вт); (2) лазер из тройной системы AlxGax-1As (l = 0,77 мкм; Р = 0,01 Вт; 3) лазер из антимонида галлия GaSb (l = 1,6 мкм; Р = 0,01 Вт). Поляризатор 4 – дифракционная поляризационная решётка, имевшая 1800 штрихов/мм, при этом она устанавливается так, что плоскость решётки составляет угол в 45° с осью потока волн, а направление штрихов решётки – 45° с направлением поляризации падающего на неё лазерного излучения. Остальные оптические элементы прибора – оптический кубик как светоделитель 5; светоделительный кубик из хлористого натрия NaCl в качестве светоотщепи-теля 7; набор оптических кубиков, совмещённых в линейной связке, как со-вместитель 3 потоков света от его источников 1; линейные поляризационные призмы Глана-Томсона с фактором гашения ≈ 10–7 как важные составные ча-сти систем 9и и 9о формирования информационного (и) и опорного (о) пучков с различными, но идентичными для сходных опорных и информационных пучков состояниями поляризации; дифракционные отражательные решётки типа эшелетта (600 штрихов/мм с направлением штрихов под 45° к направлению плоскости решётки) для выделения длин волн в потоке света в системах 10и и 10о; волоконные световоды; интерференционные светофильтры, настроенные на длины волн l1 = 0,89 мкм, l2 = 0,77 мкм и l3 = 1,60 мкм; компенсаторы Солейля как компенсаторы аппаратной разности фаз 11и и 11о в информационных и опорных подпучках. Фотоприёмники 12и и 12о – фотоэлектронные умножители типа ФЭУ-68 с коэффициентом усиления ~ 40. . . Работает холоэллипсометр-27 таким образом. Лазерные источники света 1 с различными длинами волн запускаются блоком 2; потоки от них совмеща-ются в один поток волн совместителями потоков света 3 (способ совмещения показан на рисунке 19–1); далее совместный поток света из компонент с раз-личными частотами пропускается через линейный поляризатор 4 на светоделители 5, аналогичные совместителю потоков света 3; полученные в резу-льтате деления на них потоки света с идентичным набором частот с помо-щью направляющих зеркал 6 направляются на светоделитель 7 и расщепля-ются им на совокупность информационных (и) и опорных (о) частей потоков света, напрямляемых соответственно на исследуемый (контролируемый) основной объект 8и и опорный объект (эталон) 8э, причём пространственное отличение опорных и информациионных частей потоков света обеспечивается разными углами падения на эти объекты 8и и 8э. Полученные таким образом информационные и опорные части потоков света направляются на основной информационный (и) и опорный эталонный (э) объекты с помощью фоконов 17и и 17э – конических световодов, фокусирующих поток света в одном и том же участке соответственных объектов. Далее с помощью выходных фоконов 21и и 21э потоки света от объекта 8и и эталона 8э направляются на вход систем 9и и 9о, обеспечивающих формирование информационных и опорных пучков с различными типами поляризации в поляризованных потоках света. Это достигается разделением информационных и опорных частей в каждом потоке, отмечаемом углом падения на объекты 8и и 8э, на четыре ин-формационных и соответственно четыре опорных пучка; эти пучки в каждом из потоков света имеют различные состояния поляризации в каждом из своих (информационной и опорной) частей потоков излучения, но идентичные для соответственно сопоставляемых информационных и опорных пучков света. Полученные так информационные и опорные пучки разделяют спектрально на соответственные монохроматические подпучки, которые-то и регистриру-ются фотоприёмниками 12и и 12о. Возникающие неизбежно фазовые сдвиги между информационными и опорными подпучками можно компенсировать (хотя и необязательно) с помощью устанавливаемых на пути каждого из под-пучков фазовых компенсаторов Солейля. Электрические сигналы с выходов фотоприёмников усиливаются и регистрируются системами 13и и 13о усиления и регистрации в каждом информационном и опорном каналах прибора, далее они поступают в систему 14 обработки всего банка полученных электрических сигналов; здесь же в системе 14 осуществляется и определение все-го массива (пакета) эллипсометрических параметров на основе использова-ния программы обработки поступающих электрических сигналов с помошью компьютера с достаточными для режима in situ оперативной памятью и быстродействием. Далее система отображения 15 выдаёт соответственные эллипсометрические параметры для всего исходного набора углов падения потока света на основной объект (образец) и частот света. Здесь, когда используются три различных угла падения на объекты и три различных рабочих частоты подпучков, имеем двадцать семь (3х3х3) независимых эллипсо-метрических параметров, а для рабочей частоты излучения – девять (9 = 3х3) параллельно определяемых in situ эллипсометрических параметров. Этот набор параллельно определяемых в эксперименте параметров основного объекта решает задачу эллипсометрии как метода параллельных измерений in situ оптических поляризационных характеристик контролируемой слоистой структуры. Её решению служат и необходимые операции по синхронизации работы блока пуска 2 источников света 1 и системы обработки 14 банка экспериментальных данных и по обеспечению идентичности условий для потоков волн в информационной и опорной частях установки.