Мера толщины покрытия

 

ОП ИСАМЙИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

777498

Союз Советских

Соииилистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

1 (22) Заявлено 20.11.78 (21) 2686112/25-28 (51)М.Кл.з 6 01 В 11/06 с присоединением заявки— (23) Приорнтет— (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 04.12.80

Государственный комитет

ССВР по делам изобретений

ы открытий (53) УДК 531.715.15 (088 8) (72) Авторы изобретен ия

Я. М. Цейтлин, Е. К. Скалецкий, Г. Т. Петровский, В. M. Бржезинский и Г. Б. Гречухина (71) Заявитель (54) МЕРА ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерений толщины покрытий.

Известна мера толщины покрытий, содержащая основание и тонкое покрытие, толщина которого аттестуется на образцовых установках (1).

Недостатком подобной меры толщины, прежде всего, является сложность получения структурно-однородных, равномерных, стойких во времени тонких покрытий, особенно при толщине менее 0,5 мкм, а также влияние отклонений в физических свойствах таких покрытий. 15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является мера толщины покрытия, содержащая основание и покрытие (2). Покрытие — накладное, сменное и представляет собой диэлектри- 0 ческую пленку, заключенную в обойму.

Недостатком известной меры является погрешность контакта между покрытием и основанием, неоднородность материала и непостоянство толщины накладного покры тия В результате чего повышается нестабильность свойств меры и погрешность воспроизведения особо тонких покрытий (толщина которых менее 0,01 мм).

Целью изобретения является повышение стабильности свойств меры и точности воспроизведения особо тонких покрытий.

Поставленная цель достигается за счет тото, что в основании меры выполнена ступенчатая аттестованная выборка, а покрытие представляет собой пластину, закрывающую выборку и установленную на опти;еском контакте, а также тем, что пластина выполнена в виде полуцилиндра или полусферы, и тем, что, с целью расширения имитирующих свойств меры, в выборку помещена маловысыхающая однородная жидкость, например, ртуть.

На фиг. 1 изображена мера толщины покрытия с плоской пластиной; на фиг. 2— мера толщины покрытия с полуцилиндрической пластиной.

Описываемая мера содержит (фиг. 1) основание 1 со ст упенчатой выборкой, пластину 2, закрывающую выборку и установленную на оптическом контакте.

Выборки 3, 4, 5 могут быть выполнены в диапазоне от 2. 1Π— до 10 — м. Плоские параллельные поверхности выборок последовательных ступеней являются следствием ионной полировки основания 1.

Расстояние от верхней грани основания до каждой из ступеней выборки аттестуется на многолучевом модуляцйонном:интерфе777408 рометре высшей точности с погрешностью менее 0,0001 мкм или контактным профилометром с увеличением до 106. Результаты аттестации маркируются на боковой поверхности основания. Число ступеней не ограничивается, но не менее двух. С увеличением числа ступеней увеличивается число воспроизводимых мерой значений толщин (многозначная мера). В выборке помещена капля маловысыхающсй однородной жидкости б, в частности, ртути, и сохраняются прослойки воздуха.

Защитная пластина 2 имеет на верхней грани скос, который позволяет без помех производить интерференционный контроль, например, стабильности меры, либо является полуцилиндром (см. фиг 2) или полусферой (на чертеже не показано) радиуса .О/2, Достоинством описываемой меры толщины покрытий является стабильность во времени глубин выборок, однородность слоя воздуха,,имитирующего толщину пленки покрытия, возможность аттестации абсолютными методами с высшей точность|о, отсутствие разностей скачков фаз при интерференциончых методах аттестации.

Меры с инъекцией капель жидкости имитируют более широкий диапазон показателей преломления, до 1,5 и более, а также воспроизводят в широком диапазоне коэффициент экстинкции. При инъекции

<апель ртути имитируются свойства металлических пленок покрытий. Наличие при этом прослоек воздуха делает подобные меры с аттестованными геометрическими размерами более универсальными, имитирующими как диэлектрические, так и металлические свойства. Вследствие поверхностного натяжения, действия межмолекулярных сил и облитирации капли жидкости имеют в мерной полости практически стабильное положение.

Точность измерения толщин особо тони.".х покрытий повышается на порядок, а э1о, в свою очередь, повышает качество пленок покрытий, способствует снижению потерь от брака, повышению точности устанавливаемых физическиx закономерностей для таких пленок, и.-рающих весьма важную роль в элементах памяти вычислительных устройств, в физике сверхпрохо16 димости, сверхвысокочастотной электронике и оптике.

Фоомула изобретения

15 1. Мера толщины покрытия, содержащая основание .и покрытие, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения стабпльности свойств меры и точности восгроизведения особо тонких покрытий, в основании меры выполнена ступенчатая аттестованная выборка, а покрытие представляет собой пластину, закрывающую выборку и установленную на оптической контакте, 2. Мера по п. 1, отличающаяся тем, что пластина выполнена в виде полуцплиндра или полусферы.

3. Мера по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью расширения имитирующих свойств меры, в выборку помещена малозысых IoIIlBH однородная жидкость, напримс1, ртуть.

Источники информации, принятые во з5 внимание при экспертизе:

1 Курашвили М. И., Камиерашвили М. Г. и Квитатиани Д. Б. Способ получения мер толщины тонких металлических покрытий, «Измерительная техника», 1978, 40 № 2, стр. 20.

2. Бабаджанова Л. С. Метрологические средства для толщиномеров неэлектропроводяш tx покрытий, «Измерительная техника», 1978, № 2, стр. 36 (прототип).

777408

2

Составитель Л. Лобзова Редактop Н. Тимонина Техред И. Заболотнова Корректор И. Осиновская

Заказ 1470/1477 Изд. № 545 Тираж 810 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»