Двойной двухлучевой интерферометр для измерения толщины покрытий
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности та счет уменьшении IP imfcii.i nicipn- иваемых оптичосьпх г ;VMTOH схемы интерферометра. Интерферометр cocioИТ НТ ОППП РГКЧ -шгт-рпи.г РГПТПШКЛ 1 когерентного из н чрнтм-, пФплкционной рршрпсп , объекшт. и светоделптрпл 5, оп гичсчм и с.м,чц,- ных г снетодрчитемем J омьгкпыа h, акустооптичргкого мочутятпра 7 и $.- топриемникоп 8 и (|. Р.т ногть Л а ч электрических сигнлло; с f l onpiHiv - ников 8 и 9 чаниснг n i р.тчностп хода лучей, отраженных от (П-ьркта 1.. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1627836
А1 (<)I)<) G 01 В 21/08 д ьt
ОИРУ. I t . <г.: <.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ит lis OIITlt !(Гкti
1 когс рен г> (Го
c n >< s l ! l I > : l c г о < н 1 » ь, l
it> Г> Л I<
1 1 <. >< > я (> б ъ > . >
I»I» O I I! I O I I Р С . Ш С . Г I "1»
Свето/1 !1!ITP!IH 5, НЫХ Г СНЕТОДЕ 1!IT
Онтl«>Г(!:1! < Ч>. -<:1><—
Г lett 5 о >h<=t
Г»11> Л
7 1! <1,—
<>л 3 гнлло, с А« ">Op!I< электрических си никон 8 и 9 зл:>и да лучей, отряже
1 ил. сиг от рл",IfocTII конных oт < бт e!:тл 1?, »Г""
1
> . <>Ф.
Г
>l ») -"лР
,"В
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4483357/? 8 (22) 19. 09 ° 88 (46) 15.02.91. Вюл. Р б (72) М.A. Кос».миня и Я.М.Пей глин (53) 531. 7(088.8) (56) Chitnis V.Т. and ехг.. Double
Twin Path InterfегоTi>eter for
Thin Гilm Thickness IIeasumelit, Iap.J.
Арр. Phys 1986, ъ . 25, 1> 7, р. 1078. (54) ДВОЙ({ОЙ ДВУХЛУЧЕВОЙ ИИТЕ1)<1>ЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗ <»ЕРЕ11ИЯ ТОЛ111И11Ы ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к контрольнс1-измерительной техш»ке. IIe;lb изобретения — пotlû»I!åí»»å To÷nîñти зл
Изобретение от»и)сится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерений толщины пленочных покрытий.
11гг»ь изос)рете»»ия — no!lit»>iettite точности за счет уменьшения количества настраиваемых оптических элементов схемы интерфергметрл..
11л чертеже представленл блоксхема чнтерферометрл.
Интерфероиетр состоит из оптически связлнных источника 1 когереитного излуч .ния, пропускающей дифрлкционной решетки 2, дилАрлгиы 3, объектива 4 и светоцелителя 5, оптически связанных со светоделителем 5 объектива 6 и акустооптическогo модулятора 7, фотоприемников 8 и 9, расположенных в полях +1 и -1 диАрлкционных порядков якустооптического модулятора 7 соответственно, и последовательно соединенных измерителя счет yt!eil!,г!el<>l>t < .!I
Я К ). C Т О О П Т И и С Г 1 о Г о » о V! I » т <> I >;I топриемникоп 8 1» 1 . 1>л->1:с Гт ь
10 разности < >;lэ, вход»1 которого 1»одключены к ныходлм >o To!!pi» et i!tli!(on R и 9 соответственно, и блока 11 pe— гисгрлции.
ИнтерАероме» 1) p;ion Taoò Г: еду»сгi!t.! образок.
Излучение 1»с» с ч ника 1 плдле T Ita дид)рякцио»»ную решетку 2. Иу;»евой два первых д»»(<>рл»(г<11 1»нь»х I!op!I!Iкл г>11 деляются дил рс»г»1<1»i 3 it, »рой»»>< ектив 4, плцлют плрлл. <ел».II<> Jgpyr другу на поверхность измеряеиогo Ои разцл 12, Отрлженные от обрлзця 1? и светоделителя 5 лу п» объект»111()."» б сводятся на якустоопт»»че< ко»» модуля-. торе 7 иод углом, р;и .»ьп» углу между соседни»»»1 порядка;н» г>11<1>рlli II»ьн модулятора 7. Нл выходе исдуляторл 7 нулевые порядки лу »ей, образов<и»»п гх < 1 порядклм»» J»II(t)1)aI(I»11« I) el:Ie TI(tt 2, интерферируют с +1 IloI>IIJI 1(at!if Ji »Арлкции осевого луча, обрлзонлнногo пулевым
1627836 порядком дифракции рещетки 2. Таким образом, в направлениях I и ТТ наблюдаются две бегущие интерференционные картины, интенсивности которых меняются с частотой f акустической волны модулятора 7 и с фазами Ц1т ч 4 Чь Чйв Чб 4c -1 4 Чв c фазы падающих на модулятор световых волн) . Разность фаз интерференцион- 10 ных сигналов
И =Ч - ц =Ч4 +Чс — 2Ч в не меняется при любых перемещениях
15 образца, кроме перехода луча через ступень, образованную подложкой и покрытием, так как, если грани ступени плоские и лучи находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, то
20 Ч4- Ч, = 2 Ч., где Ч, 3ЧЬ, 1< С вЂ” приращения фаз соответ"ствующих световых волн, 25 возникающие при перемещениях образца.
При измерении толщины покрытия образец 12 перемещают в плоскости, перпендикулярной лучам, так, чтобы лучи 30 последовательно пересекали ступень.
При переходе бокового луча через ступень 4 Я происходит изменение на ве— ,д личину ч И вЂ” (d — толщина покрытия, h 35 ф — длина волны лазера), а при пере-, I d ходе центрального — на (-81! -). Ин6 терференционные сигналы детектируют40 ся фотоприемниками 8 и 9 и подаются на измеритель 10 разности фаз и блок
11 регистрации. Разность фаз интерференционных сигналов g(p измеряют при четырех различных положениях образца и получают три значения скач45 ка разности фаз и, соответственно, три отсчета толщины покрытия
И -м °
2 87 Юг- ЬЦ, 3 4Т
Среднее значение толщины за один проход образца ! 2 3)
Регистрирующее устройство 12 может быть выполнено в виде электронновычислительного комплекса, фиксирующего и накапливающего значения разности фаз (за несколько проходов
1 образца и вычисляющего среднее значение толщины покрытия и среднее квадратическое отклонение измеряемой величины, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Двойной двухлучевой интерферометр для измерения толщины покрытий, содержащий оптически связанные источник когерентного излучения, дифракционную рещетку, диафрагму и объектив, два фотоприемника и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью повьпцения точности, снабжен оптически связанными вторым объективом, предназначенным для оптической связи с контролируемым покрытием и акустооптическим модулятором, и измерителем разности фаз, входы которого подключены к выходам фотоприемников, а выход — к входу регистрирующ .ro блока, фотоприемники расположены в полях +1-го и -1-ro дифракционных порядков акустооптического модулятора, 1627836
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, !О1
Редактор Л. Веселовская
Заказ 330
ВНИИПИ Государственного
113035, Составитель М. Кузнецов
Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар
Тираж 375 Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
