Способ измерения толщины прозрачной пленки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Э(59 G О! В 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ": ..:::.:,".,".:;«!

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

b )

6Т

В!5«пЫ co5g t$ г и-в<ПО(tg(0(. Ч ) cos

1 1г о + t. (g . ) sincbtg ч.!

h - расстояние между плос кост ями щели с пленкой в направлении распространения пучка света;

1 расстояние между плоскостями щели без пленки в направлении распространения пучка света. где R т и толщина пленки; коэффициент преломления пленки; угол наклона пленки; угол образованный направлениемраспространения пучка света и направлением из центра щели на минимум дифракции; (21) 3402353/25-28 (22) 22.02.02 (46) 15.08.83. Бюл, N 30 (72) Б.В.Старостенко, П.И.Госьков и Т.Г.Михайлова (71) Алтайский политехнический институт им. И.И.Ползунова (53) 531.715.2(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 556313, кл. 0 <1! В 11/06, !974.

2, Старостенко Б,В., Киселев О.Д.

Оптические сканирующие устройства и измерительные приборы на их основе.Тезисы докл. к Всесоюзному совещанию. Ч. 1, 1980. 4-5 июня, Барнаул, АПИ, с. 69-70 (прототип).

I (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

ПРОЗРАЧНОЙ ПЛГНКИ, заключающийся в том, что пропускают через пленку

„„SU„„1035416 A пучок монохроматического поляризованного света, одновременно воздействуют на него с каждой стороны пленки с помощью двух плоскостей, образу" ющих щель в направлении, перпендикулярном распространению света, и сдвинутых относительно друг друга в направлении оси пучка, и наблюдают дифракционную картину, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, фиксируют дифракционную картину, убирают пленку из щели, перемещают одну из плоскостей в направлении, параллельном или перпендикулярном оси пучка до получения первоначаль" ной дифрвкционной картины, измеряют перемещение этой плоскости и

3 определяют толщину пленки по формуле

035416

2nsincL-сова 1 Ч и-э по — Са; (о -9 ) соьо + с аС-Ч )s incLtq 9„ расстояние между плоскостями щели без пленки в направлении распространения пучка света. где

Т и толщина пленки; коэффициент преломления пленки; угол наклона пленки; угол, образованный направлением распространения пучка света и направлением из центра щели на минимум дифракции; расстояние между плоскостями щели с пленкой в направлении распространения пучка света;

1 1

Изоб т ние относится к контроль-1 но-измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины прозрачных пленок при решении технологических задач, проведении, научно-исследовательских работ и т.д.

Известен способ измерения толщины прозрачной пленки, заключающийся в том, что монохроматическим поляризованным светом облуча" ют фазовую дифракционную решетку, изготовленную в качестве образцасвидетеля вместе с контролируемым изделием, затем свет пропускают через амплитудный растр с изменяемым параметром и пространственной ча" стотой, равной частоте дифракцианной решетки, и через положительную линзу, передний фокус которой совпадает с плоскостью решетки, измеряют в задней фокальной плоскости последовательные гашения дифракционных максимумов, по которым определяют толщину пленки (1 ).

Недостатки известного способа низкая точность и сложность реали-. зации, !(роме того, его нельзя использовать для измерения толщины движущейся пленки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения толщины прозрачной пленки, заключающийся в том, что пропускают через пленку пучок монохроматического поляризованного света, одновременно воздействуют на него с каждой стороны пленки с помощью двух плоскостей, образующих щель в направлении, перпендикулярном распространению света, и сдвинутых относительно друг друга в направлении оси пучка, и наблюдают дифракционную картину E2 ).

Согласно известному способу осуществляют дифракцию до получения максимальных расстояний между экстремальными точками дифракционной картины, Определяя параметры полученной дифракционной картины, рас10 считывают толщину пленки, Недостаток известного способа низкая точность измерения вследствие того, что расстояния между экстремальными точками дифракцион15 ной картины, составляющие от единиц до десятков миллиметров, могут быть измерены с погрешностью не менее десятки микрометров.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения толщины прозрачной пленки, заключающемуся в том, что пропускают через пленку пучок монохроматического поляризованного света, одновременно воздействуют на него с .каждой стороны пленки с помощью двух плоскостей, образующих щель в направле30 нии, перпендикулярном распространению света, и сдвинутых относительно друг друга в направлении оси пучка, и наблюдают дифракционную картину, последнюю фиксируют, убирают пленку из щели, перемещают одну из плоскостей в направлении, параллельном или перпендикулярном оси пучка до получения первоначальной дифракцианной картины, измеряют перемещение этой плоскости и on40 ределяют толщину пленки по формуле

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства, реализующего способ измерения толщины прозрачной пленки, 55

Устройство содержит источник 1 монохроматического поляризованного света, плоскости 2 и 3, линзу 4

>0354 I6

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

1 (Ь-s") „

2пв по - соей:Eg Ч п-ь по - tq(M-g 1соэо +tg{g-× )SinЫ Ь -Ч

И спользование предлагаемого спо- ность иэм г измерения, а следовательсоба измерения толщины прозрачной но о, повысить качество выпускаемой пленки позволяет повысить точ- пленки.

ВНИИПИ Заказ 5810/40

Тираж 602 Подписное

° й

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная, 4

Через контролируемую пленку 5 пропускают пучок от источника 1 монохроматического поляризованного света, одновременно воздействуют на него, осуществляя. дифракцию плоскостями 2 и 3, расположенными так, что они образуют щель в направлении, перпендикулярном оси пучка, а в направлении оси пучка смещены друг относительно друга на расстояние Ь. Фиксируют полученную с помощью линзы 4 дифракционную картину

6, например с помощью фотоприемника (не показан), затем убирают контролируемую пленку 5. Перемещением . . одной из плоскостей 2 или 3 добиваются получения первоначальной ди- фракционной картины, измеряют пере1О мещение этой плоскости и толщину измеряемой пленки определяют по указанной формуле