Мера толщины покрытия Советский патент 1980 года по МПК G01B11/06 

(54) МЕРА ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерений толщины покрытий.

Известна мера толщины покрытий, содержащая основание и тонкое покрытие, толщина которого аттестуется на образцовых установках 1.

Недостатком подобной меры толщины, прежде всего, является сложность получения структурно-однородных, равномерных, стойких во времени тонких покрытий, особенно при толщине менее 0,5 мкм, а также влияние отклонений в физических свойствах таких покрытий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является мера толщины покрытия, содержащая основание и покрытие 2. Покрытие - накладное, сменное и представляет собой диэлектрическую пленку, заключенную в обойму.

Недостатком известной меры является погрещность контакта между покрытием и основанием, неоднородность материала и непостоянство толщины накладного покры тия. В результате чего повыщается нестабильность свойств меры и погрешность воспроизведения особо тонких покрытий (толщина которых менее 0,01 мм).

Целью изобретения является повыщение стабильности свойств меры и точности воспроизведения особо тонких покрытий.

Поставленная цель достигается за счет того, что в основании меры выполнена ступенчатая аттестованная выборка, а покрытие представляет собой пластину, закрывающую выборку и установленную на оптическом контакте, а также тем, что пласти10на выполнена в виде полуцилиндра или полусферы, и тем, что, с целью расщирения имитирующих свойств мерьт, в выборку помещена маловысыхающая однородная жидкость, например, ртуть.

На фиг. 1 изображена мера толщины

15 покрытия с плоской пластиной; на фиг. 2- мера толщины покрытия с полуцилиндрической пластиной.

Описываемая мера содержит (фиг. 1)

20 основание / со ступенчатой выборкой, пластину 2, закрывающую выборку и установленную на оптическом контакте.

Выборки 3, 4, 5 могут быть выполнены в диапазоне от 2- 10 до м. Плос25кие параллельные поверхности выборок последовательных ступеней являются следствием ионной полиррвки основания /. Расстояние от верхней грани основания до каждой из ступеней выборки аттестуется 30 на многолучевом модуляционном интерферометре высшей точности с погрешностью менее 0,0001 мкм или контактным профилометром с увеличением до 10. Результаты аттестации маркируются на боковой новерхности основания. Число ступеней не ограничивается, но не менее двух. С увеличением числа ступеней увеличивается число воспроизводимых мерой значений толшин (многозначная мера). В выборке помешена жаиля маловысыхающей однородной жидкости 6, в частности, ртути, и сохраняются прослойки воздуха.

Защитная пластина 2 имеет на верхней грани скос, который позволяет без noiMex производить интерференционный контроль, например, стабильности меры, либо является полуцилиндром (см. ф.иг. 2) или полусферой (на чертеже не показано) радиуса DI2.

Достоинством описываемой меры толш;ины покрытий является стабильность во времени глубин выборок, однородность слоя воздуха, имитирующего толщину пленки покрытия, возможность аттестации абсолютными методами с высшей точностью, отсутствие разностей скачков фаз при интерференционных 1методах аттестации.

Меры с инъекцией капель жидкости имитируют более широкий диапазон показателей преломления, до 1,5 и более, а также воспроизводят в широком диапазоне коэффициент экстинкции. При инъекции капель ртути имитируются свойства металлических пленок покрытий. Наличие при этом прослоек воздуха делает подобные меры с аттестованными геометрическими размерами более универсальными, имитирующими как диэлектрические, так и металлические свойства. Вследствие поверхностного натяжения, действия межмолекулярных сил и облитирации капли жидкости имеют в мерной полости практически стабильное положение.

Точность измерения толщин особо тонких покрытий повышается на порядок, а это, в свою, очередь, повышает качество пленок покрытий, способствует снижению потерь от брака, повышению точности устанавливаемых физических закономерцост-ей для таких пленок, играющих весьма важную роль в элементах памяти вычислительных устройств, в физике сверхпроходимости, сверхвысокочастотной электронике и оптике.

Формула изобретения

основании меры выполнена ступенчатая

аттестованная выборка, а покрытие представляет собой пластину, закрывающую выборку и установленную на оптической контакте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

ЛГо 2, стр. 20.

2.Бабаджанова Л. С. Метрологические средства для толщиномеров неэлектропроводящих покрытий, «Измерительная техника, 1978, Яо 2, стр. 36 (прототип).