Способ определения толщины покрытия и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технологии контроля с использованием изаучений, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение точности контроля путем коррекции показаний по интенсивности дифракционной линии .подложки. Способ заключается в регистрации двух линий дифракционных составляющих спектра, обратно рассеянного объектом контроля излучения , по соотношению которых определяют толщину покрытия. Рентгеновский пучок от источника излучения дифрагирует в подложке и после регистрации во втором детекторе в виде интенсивности линии подложки поступает через усилитель в блок отношений, корректирующий показания в блоке регистрации . 2 с.п„ф-лы, 1 ил. «о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (щ g G 01 В 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

l1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4363156/28 (22) 13. 01. 88 (46) 28. 02. 91. Бюл. Р 8 (71) Днепропетровский государствен— ный университет им. 300-летия восссединения Украины с Россией (72) В.M.Ïàñàëüñêèé (53) 531.717.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) - 420919, кл. G 01 23/22, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Н 1357707, кл. С 01 В 15/02, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к техноИзобретение относится к измерительной технике, в частности к технологии контроля толщины покрытия с использованием излучений, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности контроля путем коррекции показаний по интенсивности дифракционной линии подложки.

Суть способа заключается в том, что интенсивность дифракционных линий подложки и покрытия зависит от толщины покрытия. При этом интеpсив— ность линии от покрытия имеет прямую эBBHcHMoc . а интенсивность линии логии контроля с испольэованием иэпучений, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности контроля путем коррекции показаний по интенсивности дифракционной линии подложки. Способ заключается в регистрации двух линий дифракционных составляющих спектра, обратно рассеянного, объектом контроля излучения, по соотношению которых определяют толщину покрытия. Рентгеновский пучок от источника излучения дифрагирует в подложке и после регистрации во втором детекторе в виде интенсивности линии подложки поступает через усилитель в блок отношений, корректирующий показания в блоке регистрации. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. от подложки — обратную зависимость от толщины покрытия, и поэтому по их отношению можно однозначно определить контролируемый параметр.

На чертеже изображено устройство для определения толщины покрытия.

Устройство для определения толщины покрытия 1 содерхжт располагаемые по одну сторону от объекта 2 контроля, закрепленного в держателе 3, гониометр 4, на валу которого укреплен держатель 3, источник 5 рентгеновского излучения и детектор б излучения, закрепленные на дуге 7 гониометра с возможностью их перемещения вокруг оси гониометра, блок 8 усиления, под1631265 ключенный к выходу детектора 6 и блок

9 регистрации, а также второй детектор 10, закрепленный на дуге 7 гониометра с воэможностью его перемещения вокруг оси гониометра, последователь5 но включенные второй усилитель 11, вход которого подключен к выходу второго детектора 10, и блок 12 отношений, второй вход которого подключен к первому детектору, а выход — к входу блока 9 регистрации.

Способ осуществляют следующим образом.

Рентгеновский пучок 13 от источни15 ка 5 излучения попадает на объект контроля в виде покрытия 2, нанесенного на подложку. Поскольку для рентгеновв с ко го пучка к рис талличе ска я решетка облучаемого вещества является дифракционной решеткой, то при этом происходит явление дифракции пучка.

Направление дифрагированных лучей определяется законом Вульфа-Брегга

2d sing = пЯ, где 9 — длина волны характеристического рентгеновского излучения;

n — порядок отражения;

d — расстояние между атомными плоскостями облучаемого вещества.

По известному межплоскостному расстоянию d1 вещества покрытия рассчитывают величину угла 9, в направлении которого наблюдается максимум интенсивности дифрагированного пучка.

Лналогично по расстоянию 6 вещества подложки определяют угол 9 .

Таким образом, в плоскости съем40 ки, т.е. в плоскости падения первичного луча, под углом 8, к нему с помощью детектора 6 регистрируют интенсивность дифракционной линии покрытия, а под углом Q c помощью детек45 тора 10 — интенсивность линии подложки. От детекторов сигналы поступают на усилители 8 и 11 и на блок 12 отношений. Более точную настройку детекторов на максимумы дифракционных линий осуществляют по интенсивности потоков импульсов на выходах усилителей 8 и 11. Затем в блоке регистрации с помощью градуировочной зависимости находят толщину покрытия.

Градуировочную зависимость получают по предварительно произведенным замерам интенсивности дифракционных. линий, полученных от образцового покрытия, толщина которого известна в результате замеров другими способами (например, разрушающим способом с помощью микроскопа). Кроме того, та- кую зависимость можно получить также теоретическим путем, поскольку условия съемки и коэффициенты ослабления ренгеновских пучков .известны.

Отношение интенсивностей дифракционных линий зависит от толщины покрытия и поэтому может служить мерой толщины. Указанная зависимость подтвердждена.экспериментально.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Способ определения толщины покрытия, заключающийся в том, что подложку с покрытием облучают пучком рентгеновского излучения, регистрируют спектр интенсивностей дифракционных составляющих, в спектре выделяют две дифракционные линии, одна из которых принадлежит материалу покрытия, а толщину покрытия определяют по отношению интенсивностей линий, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в качестве второй дифракционной линии выбирают линию, принадлежащую материалу подложки.

2. Устройство для определения толщины покрытия, соде ржащее располагаемые по одну сторону от объекта контроля, закрепленного в держателе, гониоме тр, н а валу которо ro укре плен держатель, источник ренгеновского излучения и первый детектор излучения, закрепленные на дуге гоннометра с возможностью их перемещения вокруг оси гониометра, блок усиления, подключенный к выходу детектора, и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено вторым детектором, закрепленным на дуге гониометра с возможностью его перемещения вокруг оси гониометра, последовательно включенными вторым усилителем, вход которого подключен к выходу второго детектора, и блоком отношений, второй вход которого подключен к первому детектору, а выход— к входу блока регистрации.

Составитель В.Паркасов

Редактор Н.Швыдкая Техред Л.Сердюкова Корректор М.Кучерявая

Заказ 533 Тираж 365 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101