[其他]用橢圓儀監控多層介質膜的方法

無效

• 申請號: 85108747
• 申請日: 1985-12-02
• 公開（公告）號: CN85108747A
• 公開（公告）日: 1987-06-17
• 發明（設計）人: 沈繁宜;尚世弦;鄭東東
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C23C14/54
• 分類號: C23C14/54
• 代理公司: 北京師范大學專利事務所
• 代理人: 劉守國,吳圣谷

這是一種鍍制光學薄膜的監控方法，IPC分類C23C14/54〔4〕。

目前的石英晶體監控只能給出薄膜的幾何厚度，而光學監控也只能給出光學厚度。在一九八一年中國首屆光學薄膜會議和一九八四年美國第三屆光學干涉薄膜專題會議上雖然發表了橢圓儀監控薄膜的方法，能同時監控薄膜的幾何厚度和膜層折射率（光學厚度等于膜層折射率和幾何厚度的乘積），但也只限于監控單層膜，尚沒有解決橢圓儀監控多層膜的技術。

一九八四年在美國加州蒙特利爾，美國光學學會主辦了第三屆光學干涉薄膜專題會議。會議文集已由上海光學干涉薄膜專業委員會翻譯出版。會上，美國Perkm-Ebmer公司B.Tirri發表了《用自動橢圓儀實現薄膜的淀極監控》的文章，解決了“被涂膜元件上薄膜幾何厚度和膜層折射率可以同時測出”的問題，但實驗結果只列出ThF₄，ZnS單層膜涂制在不同折射率基片上的典型結果。該文中的表2給出了“組合膜淀積監控結果”，這種組合膜是ThF₄和ZnS按一定比例混合而成，實質也是單層膜。對于多層介質膜的監控問題，文章中未有涉及，沒有提出解決辦法。

本方法解決了用橢圓儀監控多層介質膜的問題，仍能同時監控幾何厚度和光學厚度，并且對λ/4膜系和非λ/4膜系都適用。

本方法所使用的監控設備是橢圓偏振光測厚儀，所用計算公式為

其中

??????????????????????????????,…依次類推。

??????????????????????????????，…依次類推。

δ₁= (4π)/(λ0) n₁d₁Cosψ₁，

δ₂= (4π)/(λ₀) n₂d₂Cosψ₂，

δ₃= (4π)/(λ₀) n₃d₃Cosψ₃，

，…依次類推。

n₁、d₁分別與真空相接觸的第一層膜的折射率和幾何厚度;

n₂、d₂分別為與第一層膜相接觸的第二層膜的折射率和幾何厚度;

n₃、d₃分別為與第二層膜相接觸的第三層膜的折射率和幾何厚度：

依此類推。

對一層膜r_Ⅱp＝r_2p，r_Ⅱs＝r_2s，n₂＝n_g（n_g為基底折射率）對二層膜r_Ⅲp＝r_3p，r_Ⅲs＝r_3s，n₃＝n_g;對三層膜r_Ⅳp＝r_4p，r_Ⅳs＝r_4s，n₄＝n_g，依此類推。

對于給定的多層膜系，當n₀、n₁、n₂……和d₁、d₂、d₃……以及光線的入射角ψ確定后，利用電子計算機可以找出鍍制各層膜所對應的ψ和△值，然后將橢圓儀置于相應位置（例如消光式橢圓儀為對應的A值和P值）接著開鍍。當鍍到所需膜厚，橢圓儀將有顯示（例消光式橢圓儀表現為光點達到最暗），然后停鍍。此膜層即為所需的介質膜

為了提高鍍膜質量，在鍍完每層介質膜后，可進行適時測量。根據測知的ψ和△值，在已知n₀、n₂、n₃……和d₂、d₃……的前提下，利用上述公式，使用電子計算機可以求出實際的n₁和d₁，以便與給定膜系相比較，及時加以修正。