SU1260773A1

SU1260773A1 - Устройство дл обнаружени дефектов в прозрачных тонкопленочных издели х

Info

Publication number: SU1260773A1
Application number: SU843823125A
Authority: SU
Inventors: Виктор Никифорович Балабанов; Владимир Роальдович Ковтун; Светлана Ростиславовна Куфтерина
Original assignee: Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Института Радиофизики И Электроники Ан Усср
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1984-11-29
Publication date: 1986-09-30

Abstract

Изобретение относитс к технике контрол качества материалов оптическими методами, а Именно к устройствам дл обнаружени дефектов в тонкопленочных издели х путем регистрации вызываемого ими светорассе ни и изменени показател . преломлени и затухани света. С целью повьппени чувствительности в устройство введена трехгранна призма 2, кинематически св занна с механизмом плавной регулировки зазора между ее основанием и исследуемым изделием 6. На ее основании закреплена пластина 3, выполненна из того же материала, что и призма, а на поверхность пластины, прилегающую к призме 2, нанесена полупрозрачна металлическа пленка 4, толщина h. пластины и длина пленки L определ ютс из соотношений: L D/ + htgcv;, L ё 2ASin L + D, , где D - диаметр лазерного пучка, А-- длина основани призмы, сА угол при основании призмы. Лазер 1 выполнен перестраиваемым по частоте.1 з.п. ф-лы, 1 ил. с S (Л Nd а о vi 00

Description

Изобретение относитс к контролю качества материалов оптическими мет дами, а именно к обнаружению дефектов 6 тонкопленочных издели х путем регистрйции вызываемых ими светорас се ни , затухани света и неоднород ностей показател преломлени мате- риала, и может найти применение в составе контрольно-измерительной аппаратуры, широко используемой при производстве различных тонко- пленочньпс изделий, например, интегрально-оптических элементов, пье- зоакустических преобразователей и. т.д.

Цель изобретени - побьппение чувст-вительности устройства.

На чертеже изображена схема устройства. о

Устройство содержит лазер 1, выполненный , например, в виде лазера на красителе с перестраиваемой длиной волны и ориентированный перпендикул рно одной из граней призмы 2 ввода излучени . Трехграннд призма 2 ввода излучени , выполненна , например , из рутила с углами при основании об и f}, выбираемыми из соот- , ношений Sin oi . Т

2 „

2

причем ее показатель преломлени п удовлетвор ет соотношению где п; и Пр - соответственно показатели преломлени издели и подложки . Пластина 3j выполненна из того же материала, что и призма 2 ввода излучени , прикреплена к ее основанию, причем на поверхность, прилегающую к призме 2 ввода и злу- чени , нанесено полупрозрачное покрытие 4 из металлической пленки.Линейный размер области контакта L и толщина h удовлетвор ют соотношени м:

(cosot + h tget, L 2Asin oi

2- tL + D,

где D - диаметр лазерного луча; A - длина основани призмы 2.

плавно регулируетс путем регулиррв- Держатель 5 с исследуемым образцом ки с помощью механизма 7 зазора меж6 вьтолнен, например, в виде микрометрического столика, обеспечивающего Движение исследуемого образца 6 в горизонтальной плоскости по двум координатам. Механизм перемещени призмы ввода излучени предлагаетс дл регулировки зазора между основанием призмы 2 ввода излучени и

ду призмой 2 ввода излучени .и исследуемым изделием 6. Распростран ющийс внутри издели 6 световой псУток, взаимодейству с потоком, 55 проход щим через изделие у кра пластины 3, создает интерференционную картину в виде паралл-ельных ребрам призмы полос, локализованповерхностью исследуемого издели 6, выполнен, например, в виде юстировоч- ного столика с захватами дл удержани призмы 2 ввода излучени 4 и

позвол ет перемещать ее в вертикальной плоскости, а также устанавливать ее в рабочее положение, т.е. над исследуемым изделием 6 с основанием строго параллельно его поверхности

с весьма малым зазором. Фоторегистратор 8 выполнен, например, в виде микрофотометра с большим увеличением объектива, оборудованного микропроцессором дл автоматической обработки

данных и расположен таким образом, чтобы его объектив был через одну из граней призмы 2 сфокусирован на исследуемую область издели 6. Устройство работает следующим

образом.

Световой поток от лазера 1, направленный , перпендикул рно одной из . боковых .граней призмы 2 BBBfte- .ни излучени , попадает на полупрозрачную металлическую пленку, нанесенную на верхнюю поверхность пластины 3, котора раздел ет на два потока равной-интенсивности. Первьй из них, отразившись от металлической пленки, затем испытывает полное внутреннее отражение от грани призмы ввода излучени 2 и затем при условии , под углом

р. о

90 пересекает исслеруемое изделие 6 непосредственно у кра пластины 3. Второй световой поток, проход сквозь металлическую пленку попадает на нижнюю поверхность пластины 3 таким образом, что крайние лучи светового потока попадают строго на край ее нижней поверхности. В этом случае световой поток через зазор между нижней поверхностью плас- тиньр 3 -и верхней поверхностью издели 6 вызывает волноводное распространение света в исследуемом изделии, причем его интенсивность

ду призмой 2 ввода излучени .и исследуемым изделием 6. Распростран ющийс внутри издели 6 световой псУток, взаимодейству с потоком, 55 проход щим через изделие у кра пластины 3, создает интерференционную картину в виде паралл-ельных ребрам призмы полос, локализован

ную непосредственно внутри исследуемого издели 6 и испытывающую не- кажени неоднородност ми показател преломлени издели йп, вызванными дефектами всех типов, локализованньь ми в област х размерами вплоть до нескольких длин волн, что и обеспечивает рост, чувствительности устройства; . Фоторегистратор 8 фиксирует одновременно отклонени интерференционной картины от эталонной дл количественной оценки, in и соответственно степени дефектнос- |Ти издели , а также изменений интенсивности светового потока внутри издели в направлении его распрострнени дл получени точного значени величины затухани света в издели х , обусловленной скоплением микроскопических дефектов. Поскольку затухание измер етс на длине светового пути в изделии, равной 2N . h , где N -число проходов света через изделие, ah - его толщина , то чувствительность повышаетс

в N раз по сравнению с прототипом. Светорассеивающие деффекты регистрируютс в данном устройстве также, как и в прототипе. Все измерени и расчеты могут вьтолн тьс автомат чески и непрерывно.

Таким образом, устройство обладает значительно увёличейной чувствительностью за счет возможности обнаружени весьма малых локальных дефектов, а также более точного измерени величины затухани света в исследуемом изделии. Кроме того, поскольку исследуема интерференционна картина и затухающий световой поток локализованы непосредственно внутри исследуемого издели , то исключаетс вредное вли ние на результаты измерени дефектов, локализованных вне издели (в подлож- ке).

Редактор А. Долинич

Состав,итель С. .Голубев

Техред М.Ходанич. Корректор. Е.Рошко

Заказ 5220/41

Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб, д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

5

Ф о р м у л а

4

3 о

б-ретени

(.Устройство дл обнаружени дефектов в прозрачных тонкогшеночньтх издели х, содержащее лазер, полупрозрачное зеркало и фоторегистратор , отличающеес тем, что, с целью повышени чувствительности .устройства, 8 него введена по ходу излучени лазера призма ввода излучени с механизмом ее перемещени в направлении, перпендикул рном ее основанию, при этом полупрозрачное зеркало выполнено в виде пластины из того же материала, что и призма, на одну из поверхностей которой нанесено полупрозрачное покрытие, пластина расположена у основани призмы ввода излучени , таким образом, что полупрозрачное покрытие находитс в контакте с основанием призмы на участке, линей- пъш размер L которого в направлении распространени излучени лазера и толщина пластины h удовлетвор ют соотношению:

D

L

coso

+ h tgw, . 2oi,

L i2A Sin L + D,

2

где oL - угол при основании призмы ввода излучени со стороны ввода излучени ;

D - диаметр выходного пучка излучени лазера;

А - длина основани призмы, а фоторегистратор расположен над гранью призмы ввода излучени , противоположной ее входной грани.

2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что, с целью обнаружени дефектов в прозрачных тонкопленочных издели х различной толщины, лазер выполнен перестраиваемым по частоте.

Claims

Формула изобретения

1.Устройство для обнаружения дефектов в прозрачных тонкопленочных изделиях, содержащее лазер, полупрозрачное зеркало и фоторегистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности .устройства , в него введена по ходу излучения лазера призма ввода излучения с механизмом ее перемещения в направлении, перпендикулярном ее основанию, при этом полупрозрачное зеркало выполнено в виде пластины из того же материала, что и призма, на одну из поверхностей которой нанесено полупрозрачное покрытие, пластина расположена у основания призмы ввода излучения, таким образом, что полупрозрачное покрытие находится в контакте с основанием призмы на участке, линейный размер L которого в направлении распространения излучения лазера и толщина пластины h удовлетворяют соотношению:

D

L ------+ h tgws, cosi/ . 2ού

L 2А Sin--- L + D,

Таким образом, устройство обладает значительно увеличенной чувствительностью за счет возможности обнаружения весьма малых локальных дефектов, а также более точного измерения величины затухания света в исследуемом изделии. Кроме того, поскольку исследуемая интерференционная картина и затухающий световой поток локализованы непосредственно внутри исследуемого изделия, то исключается вредное влияние на результаты измерения дефектов, локализованных вне изделия (в подложке).

где об - угол при основании призмы ввода излучения со стороны ввода излучения;

D - диаметр выходного пучка излучения лазера;

А - длина основания призмы, а фоторегистратор расположен над гранью призмы ввода излучения, противоположной ее входной грани.
2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что, с целью обнаружения дефектов в прозрачных тонкопленочных изделиях различной толщины, лазер выполнен перестраива емым по частоте.