|Generate QR code
Open Access
Subscription Access
Control of the Optical Surface Purity of the Elements by the Ellipsometric Method
https://doi.org/10.47612/0514-7506-2022-89-3-410-418
Abstract
The possibility of controlling the chemical purity of the surface of optical elements by the ellipsometric method has been analyzed. The rationale of the possibility of measuring the parameters of contaminating films on the optical surface of elements by the ellipsometric method has been given simplification has been shown of the process of determining the thickness of the contaminating film while expanding the possibility of its measurement on an optical element made of different materials. Ellipsometric studies of freshly polished and used metal mirrors made of copper and copper alloy (zirconium bronze), aluminum and its alloys AMG-6, AL-9, AL-24 have been carried out. Research has also been conducted on elements made of K-8 and K-108 (State Standard 3514-94) optical glasses, which are the most typical materials used for manufacture of optical parts for laser technique of visible and near IR-range, from single crystals of NaCl, BaF2 and sapphire (Al2O3). Parameters of contaminating films on the surface of these elements have been measured. It has been concluded that it is advisable to use the ellipsometry method during the input (before carrying out physicochemical cleaning) and during the output (after cleaning) control of the optical element to assess the contamination of the optical surface and also for the quantitative analysis of the concentration of contaminants on the optical surface of the elements while working off the technology of their physicochemical cleaning.
About the Authors
S. A. Filin
Plekhanov Russian University of Economics
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
V. E. Rogalin
Institute of Electrophysics and Electric Power of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
St. Petersburg
I. A. Kaplunov
Tver State University
Russian Federation
Russian Federation
Tver
References
1. В. Е. Рогалин, И. А. Каплунов. Изв. Сочинского гос. ун-та, 4-2(28) (2013) 120—127
2. Б. И. Макшанцев, Р. Е. Ровинский, В. Е. Рогалин. Квант. электрон., 12, 1 (1985) 22—28 [B. I. Makshantsev, R. E. Rovinskiĭ, V. E. Rogalin. Sov. J. Quantum Electron., 15, N 1 (1985) 10—14], doi: 10.1070/QE1985v015n01ABEH005834
3. И. А. Каплунов, В. Е. Рогалин, С. А. Филин. Цветные металлы, 7 (2014) 72—75 [I. A. Kaplunov, V. E. Rogalin, S. A. Filin. Non-Ferrous Metals, 1 (2015) 29—31], doi: 10.17580/nfm.2015.01.07
4. S. A. Filin, V. E. Rogalin, I. A. Kaplunov, K. M. Zingerman. AIP Conf. Proc., 1915 (2017) 040016, doi: 10.1063/1.5017364
5. В. И. Иванов. Науковедение, 4, № 23 (2014) 87
6. Ю. В. Архипов, И. Н. Белашков, Н. П. Дацкевич, В. Н. Егоров, А. Ф. Изюмов, Н. В. Карлов, В. И. Конов, Н. Н. Кононов, Г. П. Кузьмин, А. А. Нестеренко, Н. И. Чаплиев. Квант. электрон., 13, № 1 (1986) 103—109 [Yu. V. Arkhipov, I. N. Belashkov, N. P. Datskevich, V. N. Egorov, A. F. Izyumov, N. V. Karlov, V. I. Konov, N. N. Kononov, G. P. Kuz’min, A. A. Nesterenko, N. I. Chapliev. Sov. J. Quantum Electron., 16, N 1 (1986) 63—67]
7. Г. М. Мансуров, P. K. Мамедов, A. C. Сударушкин, В. К. Сидорин, К. К. Сидорин, В. И. Пшеницын, В. М. Золотарев. Опт. и спектр., 52, № 5 (1982) 852—857
8. А. П. Ящерицын, А. К. Цокур, М. Л. Еременко. Тепловые явления при шлифовании и свойства обработанных поверхностей, Минск, Наука и техника (1973) 88—102
9. М. К. Адам. Физика и химия поверхностей, Москва, ОГИЗ (1947) 50—110
10. А. П. Семенов. Трение и контактное воздействие графита и алмаза с металлами и сплавами, Москва, Наука (1974) 125—128
11. С. П. Русин. Теплофизика и аэромеханика, 19, № 5 (2012) 643—654
12. В. В. Аполлонов, Ю. М. Васьковский, М. И. Жаворонков, А. М. Прохоров, Р. Е. Ровинский, В. Е. Рогалин, Н. Д. Устинов, К. Н. Фирсов, И. С. Ценина, В. А. Ямщиков. Квант. электрон., 12, № 1 (1985) 5—9 [V. V. Apollonov, Yu. M. Vas’kovskiĭ, M. I. Zhavoronkov, A. M. Prokhorov, R. E. Rovinskiĭ, V. E. Rogalin, N. D. Ustinov, K. N. Firsov, I. S. Tsenina, V. A. Yamshchikov. Sov. J. Quantum Electron., 15, N 1 (1985) 1—3], doi: 10.1070/QE1985v015n01ABEH005831
13. И. Е. Скалецкая, В. Т. Прокопенко, Е. К. Скалецкий. Введение в прикладную эллипсометрию, СПб, НИУ ИТМО (2014) 28—66
14. А. И. Семененко, И. А. Семененко. Науч. приборостроение, 17, № 3 (2007) 54—64
15. А. И. Семененко, И. А. Семененко. Науч. приборостроение, 17, № 4 (2007) 42—54
16. В. Т. Прокопенко, Е. К. Скалецкий, Л. В. Лапушкина, О. В. Майорова, И. Е. Скалецкая, Е. Е. Орлова. Науч.-техн. вестн. Санкт-Петербург. гос. ун-та информ. технол., механ. и оптики, 18 (2005) 107—109
17. В. И. Ковалев, А. И. Руковишников, Н. М. Россуканый, С. В. Ковалев, В. В. Ковалев, В. В. Амеличев, Д. В. Костюк, Д. В. Васильев, Е. П. Орлов. Приборы и техн. эксперимента, 5 (2016) 87—91
18. А. М. Штеренберг, Ю. В. Великанова. Эллипсометрия, Самара, Самар. гос. техн. ун-т (2012) 28—30
19. И. Г. Бурыкин, Л. П. Воробьева, В. В. Грушецкий, Э. Е. Дагман, Р. И. Любинская, Г. А. Сапрыкина, К. К. Свиташев, А. И. Семененко, Л. В. Семененко. Алгоритмы и программы для решения некоторых задач эллипсометрии, под ред. А. В. Ржанова, Новосибирск, Наука, Сиб. отд-е (1980) 40—55
20. B. C. Стащук, В. И. Шкураг. В кн. “Эллипсометрия — метод исследования поверхности”, Новосибирск, Наука (1983) 35—40
21. H. Jiang, Z. Ma, H. Gu, X. Chen, S. Liu. Appl. Sci., 9, N 4 (2019) 698, doi: 10.3390/app9040698
22. J. Bousquet, E. Bustarret, D. Eon, F. Jomard. Diamond Related Mater., 86 (2018) 41—46, doi: 10.1016/j.diamond.2018.04.009
23. В. В. Базаров, В. И. Нуждин, В. Ф. Валеев, Н. М. Лядов. Жур. прикл. спектр., 86, № 1 (2019) 151—154 [V. V. Bazarov, V. I. Nuzhdin, V. F. Valeev, N. M. Lyadov. J. Appl. Spectr., 86, N 1 (2019) 134—137], doi: 10.1007/s10812-019-00793-6
24. В. Н. Кручинин, В. А. Володин, Т. В. Перевалов, А. К. Герасимова, В. Ш. Алиев, В. А. Гриценко. Опт. и спектр., 124, № 6 (2018) 777—782, doi: 10.21883/OS.2018.06.46080.39-18 [V. N. Kruchinin, V. A. Volodin, T. V. Perevalov, A. K. Gerasimova, V. Sh. Aliev, V. A. Gritsenko. Opt. Spectrosc., 124 (2018) 808—813], doi: 10.1134/S0030400X18060140
25. F. Lyzwa, P. Marsik, V. Roddatis, C. Bernhard, M. Jungbauer, V. Moshnyaga. J. Phys. D: Appl. Phys., 51, N 12 (2018) 125306, doi: 10.1088/1361-6463/aaac64
26. N. Farid, N. Mahmoud, N. J. Nagib. J. Opt., 47 (2018) 366—373, doi: 10.1007/s12596-018-0455-0
27. A. Furchner, C. Walder, K. Hinrichs, M. Zellmeier, J. Rappich. Appl. Opt., 57, N 27 (2018) 7895—7904, doi: 10.1364/AO.57.007895
28. M. B. Bouzourâa, Y. Battie, S. Dalmasso, A. En Naciri, M. Oueslati, M. A. Zaïbi. Superlattices Microstruct., 117 (2018) 457—468, doi: 10.1016/j.spmi.2018.03.078
29. X.-D. Zhu, R.-J. Zhang, Y.-X. Zheng, S.-Y. Wang, L.-Y. Chen. Chin. Opt., 12, N 6 (2019) 1195—1234, doi: 10.3788/CO.20191206.1195
30. G. A. Ermolaev, D. I. Yakubovsky, Y. V. Stebunov, A. V. Arsenin, V. S. Volkov. J. Vac. Sci. Technol. B: Nanotechnol. Microelectron., 38, N 1 (2020) 014002, doi: 10.1116/1.5122683
31. S. Zollner, P. P. Paradis, F. Abadizaman, N. S. Samarasingha. J. Vac. Sci. Technol. B: Nanotechnol. Microelectron., 37, N 1 (2019) 012904, doi: 10.1116/1.5081055
32. В. М. Золотарев, К. К. Свиташев, А. И. Семененко. Опт. и спектр., 34, № 5 (1973) 941—946
33. Л. Л. Васильева, К. К. Свиташев, А. И. Семененко, Л. В. Семененко, В. К. Соколов. Опт. и спектр., 37, № 3 (1974) 574—581
34. А. В. Гаврилов, С. А. Бурцев, А. В. Бурмистров. Вестн. Казан. технол. ун-та, 17, № 18 (2014) 183—185
35. Г. А. Григорьев, Н. К. Золкина, Ю. Ю. Столяров, Г. Р. Аллахвердов. ЖФХ, 75, № 10 (2001) 1843—1845 [G. A. Grigor’ev, N. K. Zolkina, Yu. Yu. Stolyarov, G. R. Allakhverdov. Russ. J. Phys. Chem. A, 75, N 10 (2001) 1688—1690]
36. R. E. Cuthrell. The Quantitative Detection of Molecular Layers with the Indium Adhegion Nester. Sandia Laboratories Report SC
37. В. В. Климов, А. В. Шостак. Геофизические исследования скважин. Метод радиоактивных изотопов, Краснодар, ФГБОУ ВПО “КубГТУ”, Издательский дом “Юг” (2014) 135—137
38. В. П. Афанасьев, П. В. Афанасьев, И. В. Грехов, Л. А. Делимова, С. П. Ким, Ю. М. Коо, Д. В. Машовец, А. В. Панкрашкин, Я. Парк, А. А. Петров, С. Шин. ФТТ, 48, № 6 (2006) 1130—1134 [V. P. Afanas’ev, P. V. Afanas’ev, I. V. Grekhov, L. A. Delimova, S.-P. Kim, J.-M. Koo, D. V. Mashovets, A. V. Pankrashkin, Y. Park, A. A. Petrov, S. Shin. Phys. Solid State, 48, N 6 (2006) 1200—1204], doi: 10.1134/S1063783406060588
39. M. J. Pellin, I. Veryovkin, W. F. Calaway. Изв. РАН. Сер. физ., 70, № 6 (2006) 859—861
40. Е. А. Виноградов, В. А. Яковлев. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, № 2 (2018) 51—57, doi: 10.7868/S0207352818020087 [E. A. Vinogradov, V. A. Yakovlev. J. Surf. Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 12, N 1 (2018) 139—144], doi: 10.1134/S1027451018010330
41. А. Н. Ишматов, Б. И. Ворожцов. Опт. атм. и океана, 25, № 7 (2012) 653—656
42. Р. И. Непомнящий, К. Г. Зверев. Контроль и оценка качества очистки поверхности металлов, Москва, Советское радио (1978) 35—40
43. E. D. Palik, R. T. Holm. Opt. Eng., 17, N 5 (1978) 512—525
44. S. A. Hawkins, B. Park, G. H. Poole, T. Gottwald, W. R. Windham, K. C. Lawrence. Appl. Spectrosc., 64, N 1 (2010) 100—103
45. Р. Р. Резвый. Эллипсометрия в микроэлектронике, Москва, Радио и связь (1983) 26—45
46. О. Е. Осинцев, В. Н. Федоров. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки. Справочник, Москва, Машиностроение (2004) 33—39
47. А. А. Шибков, А. Е. Золотов. Кристаллография, 56, № 1 (2011) 147—154
48. М. А. Окатов. Справочник технолога-оптика, Санкт-Петербург, Политехника (2004) 208—262
49. Э. Я. Гоз, Р. С. Соколова, А. Я. Кузнецов. Опт.-мех. промышленность, 12 (1969)
Review
For citations:
Filin S.A., Rogalin V.E., Kaplunov I.A. Control of the Optical Surface Purity of the Elements by the Ellipsometric Method. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2022;89(3):410-418. (In Russ.) https://doi.org/10.47612/0514-7506-2022-89-3-410-418
Views: 262
Email this article 