Метод $m$-линий при рефлектометрии ультратонких слоев

Получено решение векторной электродинамической задачи описания распределения интенсивности когерентного светового пучка, отраженного от плоскослоистой среды. Определены условия наблюдения $m$-линий в названном распределении при отражении гауссова пучка от ультратонкого (наноразмерного) слоя на подложке. Установлено, что контраст $m$-линий весьма чувствителен к толщине такого слоя. На этой основе предложен новый метод контроля толщины и показателя преломления ультратонких слоев. Его особенностями являются локальный контроль слоя, отсутствие опорного сигнала и отсутствие необходимости механического вращения образца, способствующие стабильности измерений. Выполнен анализ погрешностей метода. Представлены эксперименты по наблюдению и обработке $m$-линий при решении обратной оптической задачи для оксидных слоев на поверхности кремния. Результаты сопоставлены с данными многоугловой когерентной эллипсометрии.