Способ измерения шероховатости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеез Сееетсмнх

Социалистическик

Ресеублнк р!> 819587

К АВТОУСКОМУ СВ ТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Эаявлвмо 23. 05. 79 (21) 2770312/25-28 (51) М. Кл.

G 01 В 21/60 с присоединением заявки Йе—

l ееулвретвеиими иейитет

СССР ие делам иэебретеиий и етирытия (23) Приоритет—

Опубликовано 070481. Бюллетень Н9 13 (53) УДК 531. 717. .8(088.8) Дата опубликования описания 08. 04. 81 (72) Авторы изобретеммя

Ф.Р. Арутюнян, Б.О. Ростомян, A.Х. Мхитарян и P.A. Оганесян

Научно-исследовательский институт физики конденсированных сред Ереванского государственного. университета

P1) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ

Изобретение относитСя к контроль но-измерительной технике и касается физики поверхностных явлений.

Способ используется преимущественно для контроля качества поверхностей деталей из металлов., непрозрачных диэлектриков и полупроводников, а также для определения степени чистоты обработки нх поверхностей.

Известен способ измерения степени шероховатости поверхности вещества по отражению электромагнитного излучения от поверхности. В способе отношение интенсивностей отраженного излучения, детектируемого под двумя 1э различными углами, малыми относительно нормали поверхности, дает информацию о структуре поверхности (11.

8 этом способе отношение интенсивности под двумя углами зависит 2О не только от степени шероховатости,, но и от соотношения между длиной волны излучения и величинами неровностей, имеющихся на поверхности мише-. ни, что ограничивает точность этого способа.

Наиболее близким технИческим решением к изобретению является-способ измерения шероховатости, заключаю щийся в том, что на исследуемый обра-.ЗО зец под углам к нему. направляют пучок электронов,и по числу детектированных электройов судят о шероховатости поверхности образцаМ.

Недостатком такого способа является то, что число рассеянных электронов резко зависит от вещества мишени и энергии электронов вследствие различной степени экранирования поля ядра полем атЬмных электронов. Однако точная теория учета экранирования для.нерелятивистских электронов с энергиями в несколько десятков килоэлектронвольт отсутствует, а это означает, что число рассеянных электронов будет зависеть не только от шероховатости поверхности образца, а также от степени экранирования, неподдающейся количественному анализу.

Все это влияет на точность измерения, Целью изобретения является повышение точности измерения шероховатости.

Поставленная цель достигается, тем, что направляют поток электронов под углами 88,5 и 45О к поверхности образца, измеряют интенсивность излучения в оптическом диапа819587 зоне и определяют величину шероховатости по отношению измеренных интенсивностей.

Способ заключается в следующем.

Пучок электронов с энергией в несколько десятков килоэлектронвольт падает на поверхность исследуемого

- образца, под некоторым углом влета 1 . Излучение, образованное электроном при больших углах влета, т.е. при скользящих углах к поверхности, состоит в основном из фотонов излучения электронов на неровностях поверхности. Величина спектральной плотности энергии излучения или абсолютного значения интенсивности излучения в определенном спектральном 15 интервале, .детектируемые под определенным углом наблюдения (угол наблюдения б также, как и угол влета отсчитывается от нормали к поверхности образца), характеризует сте- 2О пень lIIBpoxoBBTocòè образца.

На чертеже приведена схема осуществления способа.

Схема содержит источник 1 электронов, испытуемый образец 2, монохроматор 3, детектор 4 излучения; р — направление движения электронов, и — направление нормали к поверхности образца, k — направление, под которым детектируется иэлуче- -Ф У ние (векторы р, п,и k коллениарны).

Монохроматор 3 испЬльзуется толь ко при измерении спектральной плотности энергии излучения. При измерении интенсивности излучения в широком спектральном интервале чувствительности детектора 4 излучения монохроматор 3 не используется.

Интенсивность излучения электро нов в спектральной области чувствительности детектора излучения (без 40 монохроматора 3) измеряется под двумя углами влета электронов в мишень. Один из углов Ч выбирается скользящим к поверхности образца ! (9< 88,5 ), другой Ч р — некоторый промежуточный угол (yz=45©). для простоты излучение детектируется в направлении нормали к поверхности образца (0=0 ). Анализ показывает, что в этом случае логарифмы отношения интенсивностей излучения, измеренных для таких двух углов влета (19 - - †), линейно зависят от логаф » рифма среднего арифметического значения абсолютных отклонений профиля поверхности от средней линии в пределах базовой длины. Располагая за1

BHcHMocTbI0 9-ф- -от величины к „

»» для данного. вещества, можно определить величину К „ для неизвестного образца по измеренному отношению (69 »-). Таким образом, измеряют интенсивности излучения в оптическом диапазоне, возникающие при влете электронов в образец под углами Ч = 88,5 и Р = 45 . По величиО не охно»еиия (ц ) определяехая величина R . Так как интенсивность излучения линейно зависит QT энергии электронов, то точность способа увеличивается с ростом энергии электронов.

Формула изобретения

Способ измерения шероховатости, заключающийся в том, что на исследуемый образец под углом к нему направляют пучок электронов и определяют величину шероховатости образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, направляют поток электронов под углами 88,5 и 45 к поверхности образца, измеряют интенсивность излучения в оптическом диапазоне и определяют величину шероховатости по отношению измеренных интенсивностей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Франции Ф 2010354, кл. G 01 В 11/00, 1970.

2. Заявка Франции М 2250977, кл. G 01 В 15/00, 1974 (прототип).

819587

Составитель В. Климова

Редакто Т. Зубкова Техред Н.Г аб Ко екто B..Б тяга

Заказ 1365 7 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4