Устройство измерения линейных размеров образца

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения скорости эрозии поверхности твердого тела. Инфракрасный поток излучения падает на переднюю и заднюю поверхности образца 6. Отрагкенные от поверхностей лучи дают интерференционную картину, которая с помощью фотоэлектрического преобразователя 8 преобразуется в электрический сигнал. Информация о любой точке поверхности формируется на дисплее фотоэлектрического преобразователя 8. Скорость эрозии поверхности твердого тела определяется в блоке 14 вычислений. 2 ил. 5 (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19)SU(Ill 1 (д)) 4 G О1 В 2)/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4133023/24-28 (22) 30.07.86 (46) 30.04.88. Бюл. У 16 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А.В. Рагаускас, Л.И. Пранявичус, Б.В. Ясюленис и Л.П. Аугулис (53) 53).7(088.8) (56) Батавин В.В., Концевой )0.А. и др. Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур.

M !985, с. 98 †1. (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ОБРАЗЦА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения расщирение функциональных возможностей путем обеспечения измерения скорости эрозии поверхности твердого тела. Инфракрасный поток излучения падает на переднюю и заднюю поверхности образца 6. Отраженные от поверхностей лучи дают интерференционную картину, которая с помощью фотоэлектрического преобразователя 8 преобразуется в электрический сигнал.

Информация о любой точке поверхности формируется на дисплее фотоэлектрического преобразователя 8. Скорость эрозии поверхности твердого тела определяется в блоке )4 вычислений.

2 ил.

1392366

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости эрозии твердого тела, контактирующего с химически активной или инертной газовой средой в нейтральном или ионизированном состоянии.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройст", ва путем обеспечения измерения скорости эрозии поверхности твердого тела в процессе воздействия на него корпускулярными потоками.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграмма, поясняющая алгоритм обработки информационного сигнала.

Устройство содержит источник 1 инфракрасного излучения, последовательно расположенные по ходу излучения коллиматор 2 и светоделительную призму 3, предназначенную для раз" деления инфракрасного излучения На взаимно перпендикулярные первый и второй пучки. Светоделительная призма 3 герметично встрОена в переднюю стенку вакуумной камеры 4, в которой размещен по ходу второго пучка держатель 5 образца 6. В вакуумной камере 4 размещен корпускулярный источник 7, предназначенный для формирования корпускулярного. потока, воздействующего на образец 6. По ходу пер" вого пучка размещен растровый фотоэлектрический преобразователь 8, чувствительный к длине волны инфракрасного излучения. Устройство также содержит двухмерный выходной прибор 9 и электронную схему обработки сигнала, включающую программируемый счетчик .10, последовательно соединенные линию 1! задержки, схему И 12, электронный ключ 13 и блок 14 вычислений.

Сигнальный выход и выходы кадровой и строчной разверток фотоэлектрического преобразователя 8 соединены со входами двухмерного выходного прибора 9.

Выход строчных синхроимпульсов фотоэлектрического преобразователя

8 подключен ко входам прорраммируамо" го счетчика 10 и линии 11 задержки.

Выход кадровых синхроимпульсов фотоэлектрического преобразователя 8 подключен ко второму входу программи руемого счетчика 10. Первый и второй входы схемы И 12 подключены к выхо5

50 дам программируемого счетчика 10 и линии 11 задержки. Второй вход электронного ключа 13 подключен к сигнальному выходу фотоэлектрического преобразователя 8 °

Устройство работает следующим образом.

Инфракрасное монохроматическое излучение от источника 1 поступает на коллиматор 2, Расширенный пучок параллельных инфракрасных лучей с коллиматора 2 поступает на светоделительную призму 3. Часть лучей падает на образец 6, закрепленный в держателе 5 образца. Падающий на образец 6 пучок параллельных инфракрасных лучей частично отражается от передней стенки образца, а другая часть — от задней его стенки. Отраженные от передней и задней стенок образца 6 лучи интерферируют и интерферсиционная картина несет информацию о состоянии поверхностей передней н задней стенок образца 6. Поверхность передней стенки образцов является опорным зеркалом интерферометра ° Интерференционная картина меняется (смещается либо искривляется) с перемещением задней стенки образца 6. Перемещение поверхности задней стенки образца 6 будет происходить из-за эффекта эрозии этой поверхностн под воздействием корпускулярного потока, поступающего от корпускулярного источника 7.

Светоделительная призма 3 проецирует интерференционную картину на растровый фотоэлектрический преобразователь

8, в котором оптическое изображение, несущее информацию о поверхности образца Ь, преобразуется в электрический сигнал. С изменением интерференционной картины (т.е. по скорости перемещения ее полос) определяется скорость эрозии образца. Если образец подвергается эрозии неравномерно по поверхности, то интерференционные линии на выходном дисплее фотоэлектрического преобразователя 8 искривляются.

По искривлению интерференционных полос контролируютея места неравномерности эрозии образца 6 и рельеф

его поверхности, подвергаемый эрозии.

Для выбора оператором координат х, и. у, характерной 1,)-й точки по наблюдаемой динамической интерференционной картине Ue(x,ó,t ) служит двухмерный выходной прибор 9 (фиг.2).

1392366

10

30

50 излучения.

Скорость V," (t ) эрозии автоматичес 1 ки измеряется устройством в характерной точке с координатами х и у посI ле программирования счетчика 10 и линии ll задержки. Программирование сводится к тому, что в регистр памяти ответчика 10 вводится цифра, пропорциональная номеру i строки растра с координатой х, а задержка линии 11 устанавливается по условию

Г =у )Ч где V — скорость развертН Д. P ки строки. При этом на выходе логической схемы И 12 периодически выдаются импульсы с периодом повторения, равным периоду кадров растровой развертки фотоэлектрического преобразователя 8. Эти импульсы появляются в моменты времени t когда развертха i-й строки растра достигает точку с горизонтальной координатой у (фиг. 2). При этом на выходе электронного ключа 13 формируется импульcb> напряжения, амплитуда которого равна U< (x,,ó,t„). Таким образом, временная зависимость интерференционной картины в характерной Ц-й точке с координатами х,, и у преобразуется в последовательность ймпульсов с периодом, равным периоду кадровой развертки, и амплитудой, равной моментным значениям 11 (х;,у,t„), где

4

=A++Acos — J Ч(х;,у, )dt, о где А — формовая амплитуда, источниа ком которой являются как собственный шум фотоэлектрического преобразователя 8, так и излучение образца 6 на волне % (практически А, а(0,010,06)A).

В блоке 14 вычислений вычисляется величина толщины образца и скорость ее измерения, т.е. скорость эрозии: й;; (t)= — сссссв (— с — — — 1, 4а

carpe d;, (t) — временная зависимость толщины образца 6 в точке с координатами х, и у.

Ч (t)= — - arccos().

3 Г ъ Ug . (t)-Ao 1 а1, 4А

Формула изобретения

Устройство измерения линейных размеров образца, содержащее источник инфракрасного излучения, предназначенный для формирования излучения, прозрачного для образца, оптически связанные с ним коллиматор и светоделительную призму для распределения потока излучения на взаимно перпендикулярные первый и второй пучки, вакуумную камеру, расположенные в ней. держатель образца и корпускулярный источник, растровый фотоэлектричес15 кий преобразователь, расположенный,по ходу первого пучка излучения, двухмерный выходной прибор и блок вычислений, сигнальный выход и выходы кадровой и строчной разверток растрового фотоэлектрического преобразователя соединены с соответствующими входами двухмерного выходноro прибора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения дополнительно с измерением толщины образца динамического измерения скорости его эрозии, оно снабжено программируемым счетчиком, управляемой линией задержки, логическим элементом И, электронным ключом, входы программируемого счетчика и управляемой линии задержки соединены с выходом строчных синхроимпульсов

15 растрового фотоэлектрического преобразователя, выход кадровых синхроимпульсов которого соединен с входом сброса программируемого счетчика, входы логического элемента И соединены с выходами программируемого счетчика и управляемой линии задержки соответственно, вход управления электронного ключа соединен с выходом логического элемента И, другой

45 его вход ". с сигнальным выходом растрового фотоэлектрического преобразователя, выход электронного ключа соединен с входом блока вычислений, светоделительная призма герметично встроена в вакуумную камеру, держатель образца установлен между Корпускулярным источником и светоделительной призмой по ходу второго пучка!

392366

1 г

Ю

Ф

Составитель О. Несова

Редактор A,Ðåâèí Техред M.Äèäûê Корректор В. Byòÿãà

Заказ 1881/43 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

11303S, Москва, Ж"35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Прес --, -ро, 4