Устройство для измерения толщины тонких пленок Советский патент 1980 года по МПК G01B19/38 

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит спектрофотометр 1, имеющий линейную по волновым числам развертку спектра во времени, детектор 2 максимумов, подключенный входом к выходу спектрофотометра 1 и генерирую1дай на выходе короткие импульсы в моменты прохождения максимумов интерференционной картины, блок 3 управления, координирующий работу всех блоков и подключенный одним входом к выходу конца развертки спектрофотометра 1, вторым - к выходу детектора 2 максимумов, объединенному с сигнальным входом счетчика 4 интервалов, служашего для фиксации числа интервалов между пройденными максимумами . интерференционной картины, а третьим - к выходу импульсов заполнения цифрового измерителя 5 временных интервалов, цифровой выход которого соединен с сигнальным входом регистра 6; блок 7 деления соединен сигнальными входами с выходом счетчика 4 интервалов и регистра 6, а выходом - к регистрирующему прибору 8; управляющие входы счетчика 4 интервалов, цифрового измерителя 5 временных интервалов, регистра б и блока 7 деления соединены с выходами блока 3 управления.

Устройство определяет толщину пленки в соответствии с формулой

6l-a( 1

а - константа, -зависящая

где от материала пленки; г - число максимумов интерференционной карч тины;

1 гГ волновые числа, при которых наблюдаются первый и последний максимумы ,

После установки контролируемой пленки в спектрофотометр и его запуска на выходе детектора 2 максимумов в момент прохождения первого максимума интерференционной картины появляется первый импульс. Поскольку в исходном состоянии единичный потенциал на первом выходе блока 3 управления, соединенном с управляющим входом счетчика 4 интервалов, отсутствует, этот импуль попадает на сбросовый вход счетчика ;4 , устанавливая последний в нуль; Блок 3 управления, получив первый импульс с выхода детектора 2 максимумов, устанавливает на первом выходе единичный потенциал, а также - импульсом на соответствующем выходе - запускает цифровой измеритель 5 временных интервалов. Второй, третий и т.д. импульсы с выхода детекторй 2 максимумов поступают теперь на счетный вход счетчика 4, фиксирующего таким образом число интервалов между пройденными максимумами интерференцион.ной картины. Кроме того, каждый из этих импульсов побуждает блок 3 S управления - импульсами на соответствующих выходах - очистить регистр . б и передать в него результат, полученный к этому моменту цифровым измерителем 5 временных интервалов.

0 Таким образом, после прохождения i-го экстремума интерференционной картины на регистре 5 фиксируется число, пропорциональное величине i-s);j на счетчике 4 - число (i -1) ,

5 а цифровой измеритель 5 временных интервалов продолжает отсчет интервала времени, начавшегося в момент прохождения первого максимума интерференционной картины.

В момент окончания развертки импульс с соответствующего выхода спектрофотометра 1 поступает на вход блока 3 управления, который при этом возвращает в исходное состояние цифровой измеритель 5 временных интервалов, а также - им пульсом на соответствующем выходе побуждает блок 7 деления разделить содержимое регистра б, т.е. величину, пропорциональную, разности ,

0 число , зафиксированное в это время на счетчике интервалов. Результат деления,представляющий толщину пленки в удобном масщтабе, выдается на регистрирую5 щий прибор 8.

Во избежание .сбоев и дополнительных погрешностей вся работа блока управления синхронизируется импульсами заполнения цифрового 0 .измерителя 5 временных интервалов.

Таким образом, все операции процедуры контроля толщины пленки, за исключением установки и снятия контролируемого образца и запуска устройства, осуществляются автомати. чески, что обеспечивает существенное повышение производительности и точности контроля.

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины .тонких пленок, содержащее спектрофотометр и регистрирую дай прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и точности контроля, оно снабжено цифровым измерителем временных интервалов, регистром, блоком делеНИН, счетчиком интервалов, блоком управления и детектором максимумов, подклю-ченным входом к выходу спектрофотометра, а выходом - к сигнальному входу счетчика интервалов и

входу блока управления, другие входы которого соединены с выходом конца развертки спектрофотометра и с выходом импульсов заполнения цифрового измерителя временных интервалов, подключенного цифровым выходом к сигнальному входу регистра, а управляющими входами - к выходам блока управления, другие входы которого соединены с управляющими входами регистра, счетчика интервалов и блока деления, сигнальными входами подключенного к выходам регистра и счетчика интервалов, а выходом - к регистрирующем прибору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 6312692, кл. 356-108, опублик. 1971.

2 . Установка для определения TOJ:щины эпитйксиальных слоев бесконтактным методом (УОТБМ), техническое описание, НИИМВ, 1968 (прототип) ,

б

7