Устройство для контроля формы пластин

Устройство для контроля формы пластин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля формы поверхности изделий для определения их отклонения от заданной. Целью изобретен .п является повышенна точности и расширение диапазона измерений за счет обеспечения совмещения трех течек эта лонной и контролируемой поверхности, а также з;. счет обеспечения изменения наклона опорной поверхности. Луч от источчика 1 когерентного излучения, расширяясь и коллимируясь коллиматором 6, освещает эталонное изделие, установленное в приставке 7 отражения, которое выполнено с тремя июльчатыми опорами 13, одна из которых ус гэновленс) с возможностью перемещения вдоль своей оси. Отраженное от эталонного объекта излучение регистрируется на голограмме. После этого на игольчатые опоры 13 устанавливается контролируемый объект и по наблюдаемой за голограммой интерференционной картине определяется отклонение формы контролируемого объекта от эталонного. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ1

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01КРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОЫУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

О (21) 4657985/28 (22) 03.03.89 (46) 01.02.91. Бюл. N. 5 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством, Минского радиотехнического института (72) А.С.Немченок, А.К.Полонин и Ю.И.СиВилова (53) 531,717.82(088.8) (56) Колешко В.И., Гайденко П.П., Буйко А.Д, Контроль в технологии микроэлектроники.—

Минск: Наука и техника, 1979, с.281. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРMbl ПЛАСТИН (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля формы поверхности иэделий для определения их отклонения от заданной. Целью изоБЫ 1626083 А1 брете«-и является повыш< ниэ точности и

-.расширение диапазона измерений за с <ет обеспечения совмещения трех точек этглонной и контролируемой повеохности, а также з;. счет обеспечения изменения накло а опорной поверхности, Луч от источ.<ика 1 когерентного излучения, расширяясь и коллимируясь коллиматором 6, освещает эталонное изделие, установленное в г риставке 7 отражения, которое выполнено с тремя и< >льчатыми опорами 13, одна из которых ус гановлена с возможностью пере <ещения вдоль своеи оси. Отраженное от эталонного объекта излучение регистрируется на голограмме. После этого на игольчатые опоры 13 устанавливается контролируемый объект и по наблюдаемой за голограммой интерференционной картине определяется отклонение формы контролируемого объекта от эталонного. 3 ил.

1626083

15

30

45

55

Изобретение относится к области контрольноизмерительной техники и может быть использовано для неразрушающего контроля формы поверхностей иэделий с целью определения их отклонений от заданной, 5

Целью изобретения является повышение точности контроля формы поверхности при одновременом расширении диапазона измерений за счет точного совмещения в пространстве трех точек эталонной плоскости и контролируемой поверхности, а также за счет обеспечения изменения наклона опорной поверхности.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для контроля формы пластин; на фиг.2 — схематически приставка отражения; на фиг.3 — то же, вид сверху.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучения, светоделитель 2, формирующий опорный и объектный пучки голографического интерферометра, поворотные зеркала 3 и 4, коллиMàòоры 5 и 6, приставку 7 отражения, объектив 8, блок 9 регистрации и далее расположенный за ним матовый экран 10. Приставка отражения содержит поворотное зеркало 11, переотражающее обьектный пучок, и основание 12 с отверстием, по краю которого закреплены три игольчатые опоры 13, на которые устанавливается эталонная пластина 14, Одна из опор может перемещаться вдоль оси ее крепления. Это перемещение осуществляется с помощью микрометрического винта

15. Для предотвращения соскальзывания регистрируемых поверхностей симметрично двум другим опорам расположены упоры

16.

Размеры и формы отверстия в основании приставки отражения выбираются в соответствии с размерами и формой контролируемых пластин.

Выбор угла наклона опор обусловлен тем, что точки соприкосновения опор с плоскостью пластины должны находиться в пределах отверстия в основании при визуальном наблюдении интерферограммы, так как эти точки фиксируют полосу нулевого порядка — линию пересечения контролируемой поверхности с эталонной поверхностью, Наиболее оптимальный угол наклона должен лежать в пределах 30 — 60О, что обеспечивав минимальное перекрытие поверхности пластины опорами и надежную установку их на горизонтальном основании приставки отражения. В отличие от известного устройства, где отверстие обязательно должно быть меньше размеров контролируемых пластин, так как и пластины, и эталон опираются на горизонтальную поверхность приставки отражения, в предлагаемом устройстве размеры отверстия могут быть и больше размеров пластин, что позволяет контролировать всю их поверхность.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 делится светоделителем 2 на два пучка; обьектный и опорный. Опорный пучок, переотразившись от поворотного зеркала 3, расширяется и коллимируется с помощью коллиматора, а затем попадает на блок 9 регистрации. Объектный пучок через поворотное зеркало 4 и коллиматор 6 направляется на поворотное зеркало 11 приставки 7 отражения. Отразившись от зеркала, объектный пучок освещает эталонную пластину 14, установленную на игольчатые опоры 13, которые закреплены по краю отверстия, находящегося в центре горизонтального основания

12. Отраженный от эталонной пластины пучок направляется зеркалом 11 на объектив

8, который строит изображение пластины в плоскости регистратора голограммы, Наложение объектного и опорного пучков создает интерференционное поле в плоскости регистратора 9. Запись этого поля представляет собой голограмму эталонной плоскости. Затем вместо эталонной пластины на игольчатые опоры 13 помещается контролируемая пластина. Восстановленное опорным пучком изображение эталонной плоскости накладывается на освещенную поверхность пластины, в результате чего происходит интерференционное сравнение контролируемой пластины с эталонной плоскостью — наблюдается интерференционная картина в режиме реального времени, Если зарегистрировать отраженное от пластины излучение, то будет записана двухэкспозиционная голограмма. Для непосредственного визуального наблюдения интерференционной картины за регистратором помещается матовый экран 10.

Наблюдаемая интерференционная картина представляет собой топограмму поверхности пластины, т.е, интерференционные полосы являются следами пересечения контролируемой поверхности семейством равноотстоящих одна от другой плоскостей, параллельных эталонной. Расстояние между секущими интерференционными плоскостями Az определяется выражением .С ой 72

Л (1) где 0- угол между направлениями освещения и наблнэдения;

1 — длина волны источника излучения.

В отличие от известного устройства, где начало отсчета отклонения контролируемой

1Ы 6083 пластины от эталонной плоскости неизвeстно, предлагаемая констр,кция опорной поверхности збеспечивает точное пространственное совмещен 1е тоах то«.=„ эталонной плоскости и контролируемой пластины, через которые при интерфсренционном сравнении этих поверхностей —;.оходит полоса нулевого порядка. В отличи»

От ИЗВЕСТНОГО ЭтИ ГОЧКИ.14 Ют O )IIO3Ha4Hoe пространственное расположение.

Кроме того, введение подви; ной споры с помощью микрометри еского вин а 15 (фиг.2) обеспечивает расширение воэл.ожностей топогоаф1ческого MHTt:рферометра по сравнению с известными, Предлаг емо 3 устройство позвonse T повысить точнос i ь —,опографических измерений за счет определе«ия не только величины, но и знака отклонен.foal ко, трол.1руемой пластины от эталонной, Действительно, геремещение одной из изволь ьатых опор вдоль оси ее крепления обе пеьивает наклон одного из интерферирующих .jpoHтов относительно другого. В этом случ;:е. если контролируем-. я пластина идеально плоская, то наблюдаются эквидистантнын прямолинейные полосы, расстояние между которыми d определяется относительным углом наклона f/ контролируемой и эталонной пластин:

А

SIR fn,: 2 2)

Отклонения контролируемой плaròèHii от плоскости эталона приводит к искривлению и смещению этик полос, причем направление смещения различно для выпуклых и вогнугь:х участков.

Кроме того, в отличие от схемы классического интерферометра, в котором также возможно определение знака отклонения от плоскости за счет относительного наклона интерферирующих пучков, изменение пространственного положения опорной плоскости в предлагаемом устройстве дает дополнительную возможность расширения пределов измерений величин прогибов пластин за счет регулировки чувствительности интерферометра. Действительно, если псвернуть на некоторый угол один из интерферирующих пучков, то это позволяет определить знак прогиба. cin1 we оба ин терферирующих пучка noropa Iueaio. Сй этот угол вследствие наклона спорной плоскости, э Io соответcTвует изменению уг,".а ссвещения 0/2 сравниваемых поверхностей.

Г оскольку эталонная плзскость и KQHTpoëèруемая пласгина являются зерк,".льно стража ощими поверхностями, угол отражения

pc, вен углу освещения, т.е. уго," между на10 прмлениями освещени и набл одения раВеН О, а расстояние;".е:".ду секущи 111 гоэерхностями описывается выражением (1) При равенстве i л", пад ния Оо цена одно 1 полосы минимачьна и равна )/2, что

15 ..о",.1ветствует угстви-ельности, дпстигае11й кла".сическом интерсь-рометре. Изменением угла f/. . а след вательно, и 0 можной меня гь paccTQAI-.L е между секущими

noeepx«or ями, т.е. регулировать чувстви- I. тельность интсрферометра, что обеспечивает кон >oль пластин, имеюцих большие в,.ëi.;i I прогиба относительно эталонной

n -îi . ги.

2 - Формула изобре-ения

Устройство для контроля формы плас ин, включающее ис очник когерентного

30 излучения, расположенный по ход) излучения све1оделитель, расположенные по ходу одного из разделенных пучков излучения первый коллиматор,; г 1ставку отражения с отверстием„, предназначенную для задания

35 опорной поверхности, и блск регистрации, и размещенный по ходу другого из разделенных пучков второй коллиматор, о т л ич а ю щ е е с я тем, чтo, с целью повышения точности и расширения диапазона измере40 нии, приставка отражения выполнена в виде трех игольчатых опор и двух упоров в виде трехгранных призм, игольчатые опоры размещены по краю отверстия под углами

120" одна к другой и под углом 30 — 60 к оси

45 отверстия, одна из опор установлена с возможностью пере:1ещения вдоль оси ее размещения, а упоры размещены по краю отверстия симметрично oTHoc11тель:.; неподвижных иголь атых опор.

1626083

Фиг. 2

Составитель В. Бахтин

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор H. Бобкова

Заказ 270 Тираж 386 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101