SU845804A3 - Устройство дл измерени толщиныОпТичЕСКи ТОНКиХ СлОЕВ - Google Patents

Description

Изобретение отнэсптс  к контрольноизмерительной технике, а именно к конструкции устройств дл  измерени  толщины оптически тонких слоев.

Наиболее близким по своей технической 8 сущности к данному изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  оптически тонких слоев пленок, содержащее вакуумную камеру, имеющую испаритель, приспособление дл  прерывани  процесса нш1ылени  Ю и держатель образца и выполненную со светопроницаемым окном, последовательно установленные вдоль оси, проход щей через центр окна, источник излучени , узел прерывани  излучешш и светодели- 16 тёль, а также последовательно размещенные в измерительной ветви светоделител , установленного под углом в 45 к ос к, проход щей через центр, монохроматор с узлом управлени , щэиемник излучени  20 и усилитель ij.

Недостаток известного устройства состоит в том, что на результатах измерений в значите/цэной степени сказываетс  как отклонени   ркости источника из- 25

льности

лучени , так и изменение чувствит усилител  и приемника.

Целью изобретени   вл етс  not ыше ние точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  счет того, что устройство снабжен вторыми приемником излучени  и у

илителем , последовательно установлеш ши

ыми

ктрйв опорной ветви светоделител , ЭЛ чески св занными блоком сравнен

f фазочувствительным фотометрическ М усилителем , дифференцирующим элемеи ом, й. нуль-детектором и логической схе выход которой св зан со входом

пр icnoсоблени  дл  прерывани  щюцесса апылени  триггером, св занным Bxoflos с

и выходом второго приемника излучер а выходом - со вторым входом фай

|ЧуВСТэл , витального фотометрического усили мпасв занным входом с его выходом к ратором, выход которого соединен о

вторым входом логической схемы и

кодидифрующим элементом, подключенным I обоференшфующему элементу, а выход

их усилителей подключены ко входам блока сравнени .

Двигатель прерывател  излучени  выполнен с кварцевой стабилизацией, источник излучени  размещен в крестообразном корпусе, в точке пересечени  плеч которого расположен светоделитель, а плечо, щзотиволежащее источнику излучени , соединено с вакуумной камерой. Соединение между первым приемником излучени  и корпусом устройства выполнено разъемным

IV

На фиг. 1 изображена конструктивна  схема устройства; на фиг. 2 - описываемое устройство в разрезе.

Устройство дл  измерени  толщины оптически тонких слоев содержит источник излучени  1, узел прерывани  из- лучени  2, вьшолненный в виде цилиндрического барабана с выемками, приводимого в действие двигателем с кварцевой стабилизацией, светоделитель 3, состо щий из полухфозрачного зеркала, расположенного под углом 45 к оси измерительного луча, и вакуумную камеру 4, имеющую испаритель 5, приспособление дл  прерывани  процесса напылени , состо щее из блевды 6 с приводом 7, держатель 8 образца, эталонный образец, например стекло 9, и магазин 1О эталонных стекол с управл ющим блоком (не ).

Источник излучени  1, узел прерывани излучени  2 и светоделитель 3 установлены вдоль оси, проход щей через центр светопроницаемого окна 11, которое выполнено в нихшей стенке 12 вакуумной камеры 4,

В измерительной ветви светоделител  3 пocлeдoвaтeJJЬнo размещены монохроматор 13 с узлом управлени , вьшолнен- ным в виде щагового двигател  14 и цифрового управл ющего блока 15, приемник 16 излучени  и усилитель 17. В oпqpнoй ветви светоделител  3 также последовательно установлены приемник излучени  18 и усилитель 19. Выходы усилителей 17 и 19 св заны со входом блока сравнени  2 О, который моокет выдавать как разность, так и отнощение - выходных обоих, усилителей; Выход блока сравнени  подключен к фааочувствительному фотометрическому усшштелю 21, который получает управл ющий сигнал от триггера 22. Выход фааочувствнтельного фотометрического усшштеп  21 св зан со входами дифференцирующего элемента 23 и компаратора 24. Второй вход дифферендщзующего элемента

23 св зан с кодирующим ajieMeHTOM 25. К выходу дифференцирующего элемента 23 подключен нуль-детектор 26. Нульдетектор 26   компаратор 24 своими выходами св заны со входами логической схемы 27, а выход последней подключен на вход приспособлени , которое обеспечивает процесс прерывани  напылени .

Источник излучени  1, узел прерывашш излучени  2, светоделитель 3 и Чриемники 16, 18 излучени  размещены в крестообразном корпусе 28, гфичем светоделитель 3 установлен в точке пересечени  плеч корпуса, а плечо, противолежащее источнику излучени  1, соединено с помощью щтуцера 29 и накидной гайки 30 с вакуумной камерой 4. Между источником излучени  1 и узлом прерывани  излучени  2 находитс  оптическа  диафрагма 31, котора  с помощью юстировочных винтов (не показаны) подвижна в радиальном направлении относительно корпуса 28. Соединение между приемниками излучени  16, 18 и корпусом вьшолнено с помощью щтекеров 32, 33.

Работа устройства заключаетс  в следующем.

Во врем  процесса напылени  луч от источника 1 проходит через узел прерывани  излучени  2 и попадает на светоделитель 3. Благодар  светоделителю 3 часть измерительного луча под углом 9О отклон етс  и попадает на опорный приемник 18, а прощедша  через светоделитель часть измерительного луча 1ФОХОДИТ через окно 11 и попадает на стекло 9, расположенное на оптической оси системы. От объекта измерени  часть измерительного луча отражаетс  и по оптической оси отклон етс  обратно на светоделитель 3. От светоделител  приход ща  из вакуумной камеры часть измерительного луча также под углом 90 отклон етс  к измерительному приемнику

16,проход  ир  этом монохроматор 13, посредством которого измерительный приемн к сенсибилизируетс  дл  определенной длины волньи

Электрический сигнал от измерительного гфиемника 16 подаетс  на усилитель

17,а сигнал, возбужденный опорным приемником - на компенсационный усилитель 19 и параллельно этому - на тригге 22, Выходной сигнал блока сравнени 

2О, представл ющий собой разность шш отнощенйе выходных сигналов усилителей 17, 19, поступает на фазочувствительный фотометрический усили 1ель 21, который

получает свой управл ющий сигнал относительно значени  фазы от триггера 22. Выходной сигнал фотометрического усилител  21  вл етс  непрерывным и подаетс  с одной стороны на дифференцирующий элемент 23, на который через второй вход подаетс  цифровой сигнал от кодирующего элемента 25 дл  изменени  временной посто5ШН9й дифференцирующего элемента, а с другой стороны - на компаратор 24, в котором действительна  величина интенсивности фотометрического усилител  21 сравниваетс  с подаваемой через второй вход аналоговой заданной величиной интенсивности. Как только

действительна  величина достигает заданной , вьщаетс  кратковременный импульс, посылаемый на логическую схему 27, котора  содержит также выходные сигналы нуль-детектора 26. Нуль-детектор 26 на выходе дает сигнал тогда, когда дифференцированный сигнал на выходе элемента 23 проходит через нулевой уровень. Взависимости от поставленных задач напылени  логическа  схема 27 может быть выполнена как в виде И, так и в виде ИЛИ элемента. Так, если требуетс  чтобы толщина пленки лежала между значени ми нуль и 1/4 длины волны примен емого измерительного света, выключение налылени  следует перед первым прохождением через нуль на дифференцирующем элементе 23. При этом показани  нуль-индикатора не обрабатываютс  и компаратор проводит выключение, как только действительна  и заданна  величина согласуетс . Однако , если выключение при определенной толщине пленки следует между любыми прохождени ми через нуль, нуль-индикатор и компаратор активизируютс  и логическа  схема начинает работать в режиме ИЛИ. Следствием этого  вл етс  тот факт, что сигнал может быть передан транзитом только тогда, когда достигнуто выбранное число переходов черев нуль к после чего происходит новое согласовав ние действительной и заданной величины интенсивности.

Таким образом, описываемое устройствво дает возможность управл ть процессом напылени  и измер ть величину тонкой пленкн с высокой степенью точности во врем  продолжительного процесса просветлени , а также получать хорошую воспроизводимость достигнутьск резулыд тов при многослойных покрыти х.

Claims (4)

1. Формула изобретена)

   Устройство дл  измерени  толшдны оптически тонких слоев, содержащее вакз}умную камеру, имеющую испаритель, 1фи пособление дл  прерывани  щзоцесса на- пылени  и держатель образца, и выполненную со светопроницаемым окном, погследовательно установленные вдоль оси, проход щей через центр окна, источник излучени , узел прерывани  излучени  и светоделитель, последовательно размещейные в измерительной ветви светоделители установленного под углом в 45 к оси, проход щей через центр, монохроматор с узлом управлени , приемник излучени  и усилитель, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности измерени , оно снабжено вторыми прием- НИКОМ излучений и усилителем, последовотельно установленным в опорной ветвв светоделител , электрически св занными блоком сравнени , фазочувствительным фотометрическим усилителем, дифференци|рующим элементом, нуль-детектором и логической схемой, выход которой св зал со входом приспособлени  дл  хферыванш процесса напылени  триггером, св занны входом с выходом второго приемника излучени , а выходом - бо вторым входо фазочувствительного фотометрического усилител , св занным входом с его выходом компаратором, выход которого соединен со втсфым входом логической схемы и кодирующим элементом, подкл ;оченным к дифференцирующему элементу , а выходы обоих усилителей подключены ко входам блока сравнени .
2. 2.Устройство ПОП.1, ОТЛИЧ И

   щ е е с   тем, что двигатель 1ферыватвл  излучени  выполнен с кварцевой стабилизацией .
3. 3.Устройство по п. 1, отличай щ е е с   тем, что источник излучен{Ш размещен в крестообразном корпусе, в точке пересечени  плеч которого распол жен светоделитель, а плечо, щэотнволежащее источнику излучени , совдкнвко

   с вакуумной камерой.
4. 4.Устройство по п. 3, о т л и ч а к щ е е с   тем, что соединение между первым приемником излучени  и Kupoycoi выполнено разъемным.

   Источники информации, прин тые во вннмание прн экспертшзе

   1. Акцептованна  за вка ФРГ № 1О7992О, кл. (5О1 В 11/О6, 1970 (щютотип).