Оптические покрытия. Материалы семинара, НТЦ "Информтехника", М. 1991, с.61-63.

При использовании эллипсометрии для контроля многослойных структур возникают специфические особенности. Во-первых, таким структурам свойственна периодичность измеряемых эллипсометрических параметров Y и D от толщины и числа слоёв. Во-вторых. существенно большее число параметров, характеризующих многослойник, приводит к некорректности поиска однозначного решения обратной задачи эллипсометрии.В этом случае большое значение приобретает изучение изменений эллипсометрических параметров относительно начального уровня, определяющегося соответствующими модельными представлениями. Неадекватность физической модели, погрешности измерений и вычислений приводят к затруднениям в интерпретации эллипсометрических измерений.

Полученные расчётным путём значения коэффициентов отражения (пропускания) для систем четвертьволновых слоёв ZnS MgF₂ c точностью до третьего знака совпадают с экспериментально измеряемыми. Такой результат свидетельствует в пользу адекватности модели однородных диэлектрических слоёв данной реальной системе.

• эллипсометрический параметр D более информативен, чем Y ;
• параметр D совокупности четвертьволновых диэлектрических слоёв равен 0 или 180° в зависимости от того, меньший или больший показатель преломления у верхнего слоя;
• если верхний слой имеет больший показатель преломления, увеличению параметра D соответствует уменьшение его толщины и наоборот. Чувствительность метода к изменению толщины имеет величину около 20 угл.мин/ангстрем (при угле падения 45° ).

Путем наблюдения за изменением эллипсометрических параметров зеркал системы ZnS - MgF₂ выявлено, что у свеженапылённых зеркал идёт насыщение влагой многочисленных пор в слое MgF₂ через отдельные сквозные проколы более плотного верхнего слоя ZnS. В нормальных климатических условиях этот процесс завершается через несколько суток. В дальнейшем при работе зеркала в вакууме или активной смеси идёт обратный процесс частичной десорбции воды.

При исследовании изменений эллипсометрических параметров зеркал внутри макетов гелий-неонового лазера найдено, что происходит ряд конкурирующих процессов. Так, в начальный момент тренировки прибора, кроме упомянутой десорбции воды из слоёв MgF₂, происходит сравнительно интенсивный перенос вещества нарушенного слоя газоразрядных каналов, который, в зависимости от преимущественной величины частиц, образует более или менее сплошную плёнку налёта на зеркале и, соответственно, параметр D в той или иной степени уменьшается. Процесс массопереноса в этой стадии зависит от множества факторов предшествующего технологического процесса. В дальнейшем процесс наращивания замедляется, и становится заметным процесс травления покрытия. Характерное время установления монотонности изменения параметра D в наших условиях составило около 1000 ч.

На стадии отработки методики результаты эллипсометрических исследований сравнивались с результатами, полученными методами электронной спектроскопии и микроскопии; впоследствии мы пришли к выводу, что если механизм изменения параметров покрытий понятен, то эллипсометрия даёт исчерпывающую информацию для управления технологическим процессом.