Ультразвуковой способ измерения толщины пленки Советский патент 1976 года по МПК G01B17/02 

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНКИ

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины пленок.

Известны способы измерения толщины пленок и скорости их роста, основанные

на различных принципах; измерения времени распространения ультразвука в изделии: измерения затухания в изделии и др, l.

Все эти способы или сложны, или не обладают необходимой чувствите 1ьностью и точностью измерения.

Наиболее.близким по технической сущности к предложенному изобретению является способ измерения толщины пленки, заключающийся в измерении затуханий ультразвуковых колебаний, вносимых пленкой, наносимой между двумя преобразователями упругих поверхностных волн 2.

Однако этот способ не позволяет с достаточной точностью измерять толщину нанесенных пленок, скорость их роста, особенно тонких, при толщинах порядка десят ков ангстрем.

Цель изобретения - повыщение точности измерения толщины пленки.

Это достигается тем, что по предпоже ному способу дополнительно с помощью второго излучателя, расположенного между пленкой и приемником, синфазно возбуждают упругие поверхностные колебания, а о толщине пленки судят по суммарному сигналу излучателей, принимаемому приемником.

На чертеже изображена блок-схема установки для реализации способа, содержащая подложку 1, генератор 2 упругих колебаний, основной излучатель 3, дополнительный излучатель 4, приемник 5, усилитель 6 и регистрирующее устройство 7.

Способ заключается в следующем.

На подложку наносят три одинаковых преобразователя упругих поверхностных волн, на два из которых (излучатели) подается одинаковый (синфазный) сигнал, а на третьем (приемнике) регистрируется интерференционная картина от первых двух или возмущение этой картины, вносимое пленкой, наносимой между ними. Расстояние между двумя излучателями выбирает5ся таким образом, чтобы сигнал от основного иаяучателя приходил на дополнительный в противофазе и на приемнике фиксировался минимум интерференционной картины. При нанесении пленки в зазор между излучателями интерференция нарушается, полученный сигнал с приемника усиливается усилителем 6 и регистрируется устройством 7, которое можно проградуировать по толщине наносимой пленки. Данный способ повышает точность измерения толшины, поскольку, в отличие от прототипа, измеряет искомые величины не по затуханию ультразвуковых колебаний что невозможно для очень тонких пленок, а по возмущению, вносимому наносимой пленкой в интерференционную катину от двух преобразователей. Изобретение позво ляет регистрировать адсорбированный слой воздуха или любого другого газа, что наблюдается уже при вакууме 10 мм рт.сто ба. 3 3 о б р е Формула и тения Ультразвуковой способ измерения толшины пленки, заключающийся в том, что в подложке, на которую нанесена пленка, возбуждают упругие поверхностные колебания с помощью излучателя и принимают посредством приемника колебания, прошедшие через подложку с пленкой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно с помощью второго излучателя, расположенного между пленкой и приемником, синфазно Ьозбуждают упругие поверхностные колебания, а о толщине пленки судят по суммарному сигналу излучателей, принимаемому приемником. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Палатник Л. С., Зайчик Р. И., Гладких Н. Т., Коткевич В. И. Методы иэмерения толшины тонких пленок, обзор, ж. Заводская лаборатория, 1968г., 34 N9 2, стр. 180-19О. 2.Авторское свидетельство№ 198691, кл. Q О1 В 17/02, 1963 г.