Способ измерения шероховатости

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез Сфеетскнх Сецнаектмческик Ресеубанк(51) М. Кл.з 6 01 В 21/60 с присоединением заявки Йе -ГвеуявРетвекямй кемктет СССР ве делам изобретений я еткрытвя(53) УДК 531. 717. .8(088.8) Дата опубликования описания 08. 04. 81(72 Авторы изобретеммя Ф.Р. Арутюнян, Б.О. Ростомян, А.Х. Мхитарян и Р.А, Оганесян Научно-исследовательский институт физики конденсированных сред Ереванского государственного, университета(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и касается физики поверхностных явлений. Способ используется преимущественно для контроля качества поверхностей деталей из металлов., непрозрачных диэлектриков и полупроводников, а также для определения степени чистоты обработки их поверхностей.Известен способ измерения степени шероховатости поверхности вещества по отражению электромагнитного излучения от поверхности. В способе отношение интенсивностей отраженного излучения, детектируемого под двумя различными углами, малыми относительно нормали поверхности, дает инфор" мацию о структуре поверхности 11.В этом способе отношение интенсивности под двумя углами зависит 20 не только от степени шероховатости но и от соотношения между длиной волны излучения и величинами неровностей, имеющихся на поверхности мише-. ни, что ограничивает точность этого способа.Наиболее близким технИческим решением к изобретению является. способ .измерения шероховатости, заключающийся в том, что на исследуемый обра-,30 зец под углам к нему. направляют пучок электронов,и по числу детектированных электройов судят о шероховатости поверхности образцаМ.Недостатком такого способа является то, что число рассеянных электронов резко зависит от вещества мишени и энергии электронов вследствие различной степени экранирования поля ядра полем атЬмных электронов. Однако точная теория учета экранирования для нерелятивистских электронов с энергиями в несколько десятков килоэлектронвольт отсутствует, а это означает, что число рассеянных электронов будет зависеть не только от шероховатости поверхности образца, а также от степени экранирования, неподдающейся количественному анализу. Все это влияет на точность измерения.Целью изобретения является повышение точности измерения шероховатости.Поставленная цель достигается, тем, что направляют поток электронов под углами 88,5 и 450 к поверхности образца, измеряют интенсивность излучения в оптическом диапазоне и определяют величину шероховатости по отношению измеренныхинтенсивностей.Способ заключается в следующем.Пучок электронов с энергией в несколько десятков килоэлектронвольтпадает на поверхность исследуемого- образца, под некоторым углом влетаР. Излучение, образованное электроном при больших углах влета,т.е. при скользящих углах к поверхности, состоит в основном из фотойовизлучения электронов на неровностяхповерхности. Величина спектральнойплотности энергии излучения или абсолютного значения интенсивности излучения в определенном спектральном 15интервале, .детектируемые под определенным углом наблюдения (угол наблюдения 6 также, как и угол влетаотсчитывается от нормали к поверхности образца), характеризует степень шероховатости образца.На чертеже приведена схема осуществления способа.Схема содержит источник 1 электронов, испытуемый образец 2, монохроматор 3, детектор 4 излучения;р - направление движения электронов, и - направление нормали к поверхности образца, 1 - направление,под которым детектируется иэлуче-е -я яние (векторы р, п,и 1 коллениарны).Монохроматор 3 испЬльзуется только при измерении спектральной плотности энергии излучения. При измерении интенсивности излучения вшироком спектральном интервале чувствительности детектора 4 излучениямонохроматор 3 не используется.Интенсивность излучения электронов в спектральной области чувствительности детектора излучения (без 40монохроматора 3) измеряется под двумя углами влета электронов в мишень. Один из углов Ч выбираетсяскользящим к поверхности образца(Ч) 88 5 ) другой Чр - некоторыйпромежуточный угол (Ч =15). Дляпростоты излучение детектируется в направлении нормали к поверхности образца (6=0 ). Анализ показывает, что в этом случае логарифмы отношения интенсивностей излучения, измеренных для таких двух углов влета (д 4 в), линейно зависят от логаф орифма среднего арифметического значения абсолютных отклонений профиля поверхности от средней линии в пределах базовой длины. Располагая зависимостью дот величины кс для данного. вещества, можно определить величину Кдля неизвестного образца по измеренному отношению ( Ц -ф). Таким образом, измеряют интенсивности излучения в оптическом диапазоне, возникающие при влете электронов в образец под углами Ч) = 88,5 и У = 45 . По величийне ояноиеиия ( цИ ) опреиеляеяоя величина й. Так как интенсивность излучения линейно зависит от энергии электронов, то точность способа увеличивается с ростом энергии электронов.формула изобретенияСпособ измерения шероховатости, заключающийся в том, что на исследуемый образец под углом к нему направляют пучок электронов и определяют величину шероховатости образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, направляют поток электронов под углами 88,5 и 45 к поверхности образца, измеряют интенсивность излучения в оптическом диапазоне и определяют величину шероховатости по отношению измеренных интенсивностей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Франции Ф 2010354,кл. С 01 В 11/00, 1970. 2. Заявка Франции М 2250977,кл. О 01 В 15/00, 1974 (прототип).819587Составитель В. Климоваова Техред Н.Г аб Ко екто ВБ тягатоаз 1365 7 Тираж 642 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035 Москва ЖРаушская наб. д. 4 5 илиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектная,