Устройство для контроля толщин пленок в процессе нанесения оптического покрытия испарением в вакууме Советский патент 1977 года по МПК G01B11/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИН ПЛЕНОК В ПРОЦЕССЕ НАНЕСЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ ИСПАРЕНИЕМ В ВАКУУМЕ

мой частью счета, ибо для ультрафиолетовой и инфракрасной областей спектра (особенно дальних) практически отсутствуют фильтры, пригодаые для устройств, предназначенных для контроля толщин пленок,

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является устройство для контроля толщин пленок в процессе нанесе шя оптического покрытия ишарением в вакууме, содер ащёе источник (шета, например лампу накаливания, формирующую оптику, оютему монохроматизации, включающую дифракщюннуй рещетку, входной и выходной люки, выполненные в виде щелей, и приемно-регнстрирующую систему. Угол 5, образовашгый падающим на рещетку пучком лучей с ее главным сече1шем, не превосходит нескольких градусов. Система монохроматизации и форм1фуюпдая оппжа в устройстве разделегал,

С помощью известного устройства мошю легко ме{шть длияу волны, т. которой производится контроль, что удоб дая зкшеримептаторов, разрабатывающих новые покрытия, а также для производства выпускающих большую номенклатуру изделий.

Однако это устройсгво имеет недостаткр, вызватгые тем, что оно имеет относительно сложаую консгруктщю, в которую входят дшншофокусHfcie опт1 ческие обьектгшы, необходлмые для направлешш светового пучка от вхо;цюго люка на д}гфракщюш ую решетку и далее в выход сой люк. нх рйзмстлсния трябзются больише обтймы. Выполненные в В1зде рсьулкруегутых по Ш1рине щелей вход1 ш и аыход 1ой люкк управляются TOnaiMii и чувс1Витег.Ы1Ь.ьт к вибрациям мехаиизMaMSi, 410 также снижает надежность работы системы.

изобретеиия является упрощгшю конструкции устройства н повышение ее надежиостн..

Поставленная цепь достиается тем, что днфракщюиная решетка установлеиа внутри формирую щей оптики так, чго, я.юскосгь главного сеченнУ решетки, перпендикулярная к се штр{1х.ам, ориешировапа под углом 40 - 50° к 1 адающему световому пучку лучей, входной люк oi-раничен краями изобража1шя тела накЪ1а источника света, а выходной люк Быподнен в виде диафрагмы с размерами, не превышающими вел№щш указа шого изображения в монохроматическом свете.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Оно содержит источш-ос света I (источник сплопшого спектра), формирующую оптику, состоящую КЗ объективов 2,3 и 4, вакуумноплотных фотометрических окон 5 и 6 и фишьтра 7. В ходе луча внутри форМ1фующей оптики установлена дифракщюнная решетка 8. Плоскость главного сечения решетки, перпендикулярная к ее штрихам, на которых происходат дифракция, ориентирована под углом 40-50° к падающему световому пучку

лучей. На чертеже решетка n(jj a3aHa расположенной под углом 45°. f

Решетка закреплена с возможностью поворота механизмом 9. Выходной люк устройства выполнен в виде диафрагмы 10, за которой расположена приемно-регистрирующая система 11, содержащая фотоприемник 12, блок 13 усиления и детектарования и отсчетный блок 14, Контроль производится по контрольному образцу 15, на который в вакуумной камере 16 с ишарителем 17 наносится вещество, образующее измеряемую пленку на нем и изготавливаемых деталях 18.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Объектив 2 через фотометрическое окно 5, отделяющее вакуумный объем от окружающей среды, проеквфует изображение тела накала источника 1 света в плоскость расположения контрольного образца 15.

Промежуточное изображение тела накала, создаваемое объективом 2, совмещено с фокусом объектива 3, на которьш выходящее из вакуумной камеры 16 излучение попадает через фотометрическое окно б. Сформированные объективом 3 параллельные п чки лучей, соответствующие отдельным точкам промежуточного изображения тела накала, направляются на дифракционную решетку 8. Дифрагировантхй решеткой световой поток попадает в объектив 4, который создает в своей фокальной плоскости совокупность монохроматических изображений тела накала. В этой плоскости установлена диафрагма 10, выделяющая излучение определенной длины волны.

Края образовагшого объективом 2 изображения тела накала огра1шчивают поле зрения системы монохроматизации на входе, т.е.,служат входным люком. Размер поля зреш1я на выходе определяется диафра1мон 10, которая в рассматриваемой системе монохроматиза1щи вьшолняет, следовательно, роль выходного люка. Диафрагма 10 имеет круглую либо квадратную форму. Ее размеры не превышают величины монохроматического изображешм тела накала, создаваемого формирующей оптикой. Это делает устройство мало чувствительным к вибращшм, присутствующим при работе откачных средств.

Монохроматическое излучение, прошедшее через диафрагму 10, попадает в приемно-регистрирующую систему II. В фотоприемнике системы вырабатывается электрический сигнал, пропорциональный падающему на него потоку лучей. Этот сигнал поступает в блок 13 усиления и детектирова шя и оттуда после вьшрямления и усиления в отсчетньп блок 14, по показаниям которого судят об изменении в процессе нанесения пленки пропускания контрольного образца 15. При работе в видимой части спектра отсчетньш блок 14 может измерять непосредственно фЛоток с фотопрнемника, и необходамость в блоке 13 отпадает. Вьщеленне требуемой ДШ1Ш волны X системой монохроматиза1щи