Устройство для измерения толщины тонких прозрачных пленок
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3lll36
Союз Советских
Социалистииеских
Республик
Зависимое от авт. свидетельстга №
Заявлено 25Х.1968 (М 1242550125-28) с присоединением заявки ¹â€”
Приоритет
Опубликовано 09Х! II.1971. Бюллетень № 24
Дата опубликования описания 02.XI.1971. ПК С Olb 11/02! (омитет,o делон изооретеиий и открытий ори Совете Мииистров
СССР
УДК 531.715.1(088.8) Авторы изобретения
Е. С. Гусев, В. А. Попов и Ю. И. Урывский
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЪ| ТОНКИХ
ПРОЗРАЧНЫХ ПЛЕНОК
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к средствам для измерения толщины прозрачных пленок интерференционным методом.
Известные устройства для измерения толщины тонких прозрачных пленок интерференционным методом содержат поворотньш стол с держателем для контролируемого образца, осветитель, позволяющий получить световой
»oT0i<, близкий Ic монохроматическому H a1e&I 2щий в заданном участке спектра, фотоприем»ик с усилителем и дпфференцирующим контуром, позволяющий находить положение экстремумов освещенности при вращении поворотного стола.
Положение интерференционных экстремумов связано с толщиной пленки соотношением:
Ni, 2 ) и — sin a где d — толщина пленки, а — угол падения, Л вЂ” длина волны используемого света, n — показатель преломления пленки и 1V — порядок интерференции.
По результатам измерения угловых положений стола, соответствующих экстермальным значениям освещенности, может быть вычислена толщина контролируемой пленки.
Однако такие устройства характеризует значительная трудоемкость вычисления искомой величины (толщина пленки) по результатам непосредственных »змерений, Предлагаемое устройство отличается тем, что оно снабжено вычислительной приставкой.
Это позволяет автоматизировать вычисление толщины пленки по результатам измерения положения интерференционных экстремумов.
Принципиальная схема устройства для из10 мерен»я тонких прозра IHblx».teI oi изображена на чертеже. Оно содержит поворотный стол
1 с держателем 2 для закрепления образца, кронштейн 8 с осветителем 4, привод 5 вращения стола и кронштейна, фотоприемник б, уси15 литель 7 с блоком дифференцировашгя 8 и блоком управления 9, а также вычислительную приставку, выполненную в виде участка координатной плоскости 10, изготовленного из нетокопроводящего материала с нанесенными
20 на нем токопроводящими кривыми 11, соответствующими зависимостям между положением интерференционных экстремумов и толщиной пленки для различных порядков интерференции. Число токопроводящих кривых со25 ответствует числу измеряемых интерференцпонных экстремумов. Приставка снабжена кареткой 12, несущей электрические контакты 18 и управляемый привод (на чертеже не показан) для перемещения этих контактов вдоль
30 оси а.
11136
I Я !
12 ,й, Заказ 2937,2 Изд. К"а I 197 Тираж 473
Типографии, пр. Саиуиоиа, 2
ПOQIIIICIIOL
ЦНИИПИ
3
ZIp? Ã0É управляемый привод (на черте?ке не пОказан) может перемещать кареты 12 вместе с контактами 18 вдоль координатнон оси cl, на которой нанесена шкала 14, градуированная
I3 значениях толщины пленки, Каретка несет указатель 15, позволяющий отсчитывать ее поло?кение по шкале 14.
Устройство работает следующим образом.
Испытуемый образец устанавливают в держатель 2, расположенный на поворотном столе 1. Кронштейн 8 с осветителем 4 устанавливают в начальное положение и направляют световой поток осветителя «а поверхность образца так, чтобы отраженный световой поток воспринимался фотоприемником б. Затем включаюг привод 5 вращения поворотного стола и кронштейна 3, который обеспечивает угловую скорость вращения кроншгейна вдвое большую, чем угловая скорость вращения поворотного стола. Электрические контакты 1 ? одновременно начинают движение, синхронное с вращением поворотного стола.
Вследствие интерференционных явлений интенсивность отраженного от поверхности образца и воспринимаемого фотоприемником б светового потока будет периодически изменяться. Экстермальные значения освещенности фотоприемника будут выделены блоком дифференцирования 8 и по команде блока управления 9 каждый из электрических контактов
И будет остановлен в положении, соответствующем своему порядку интерференционного экстремума. После окончания измерения поворотный стол и кронштейн возвращают в
4.
inc. C0дпое поло?кение, а каретк, 12 вместе контактами перемещают вдо Ib оси d до замыкания электрических контактов 13 с токопроводящими кривыми 11. Ширина токопроводя5 щих кривых до;I?IOIIB быть достаточной, чтобы обеспечить замыкание с электрическими контактами при наличии свойственных устройству и методу погрешностей измерения. По шкале
14 с помощью указателя 15 отсчитывают тол10 щину измеряемой пленки.
Предмет изобретения
Устройство для измерения толщины тонких прозрачных пленок, содержащее поворотный
15 стол с держателем образца, осветитель, фотоприемпик, усилитель с блоком дифференцирования, позволяюгций определить положение экстремумов интерференционной картины, отлича ощееся тем, что, с целью автоматизации
20 процесса определения толщины пленки, оно снаб?кено вычислительной приставкой, выполненной в виде участка координатной плоскости из нетокопроводящего материала с нанесенными на нем токопроводящими кривыми, 25 определяющими зависимость толщины пленки от положения интер ференцио нного экстремума, каретки с электрическими контактами, перемещаемыми управляемым приводом вдоль одной из координатных осей и устанавливае30 мыми в положения, соответствующие интерференционным экстремумам, другим управляемым приводом для перемещения каретки с контактными вдоль другой координатной о и и блоком управления приводами.
