171618. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés rétegvastagság mérésére

7 171618 8 szerűsített tömbvázlatát láthatjuk. Ebben az esetben a 2 réteg szabad felületét periodikusan ismétlődő fényimpulzusokat kiadó 10 lézersugárforrással világítjuk meg. Az 5 és 6 szondát all erősítőn át 31 fázisdetektor egyik bemenetére csatlakoztatjuk, amelynek másik bemenetére a 10 lézersugárfonást vezérlő periodikus jelet vezetjük. A 31 fázisdetektor akkor nem ad kimenetén jelet, ha a bemeneteire vezetett két jel között előírt fáziskésés van. A 31 fázisdetektor kimenete 32 erősítőn át 30 feszültség-ferkvencia átalakító bemenetére van csatlakoztatva. A 30 feszültség-frekvencia átalakító kimenő jelének frekvenciája szabja meg a 10 lézersugárforrás fényimpulzusainak frekvenciáját. Látható, hogy a negatív visszacsatolással létrehozott szabályozási kör a fényimpulzusok frekvenciáját mindig olyan értékre fogja beállítani, amelynél a 31 fázisdetektor két bemenő jele között az előírt fáziskésés van. Mivel a fáziskésés - amint a 2. ábra is mutatja- a rétegvastagságtól függ, a beálló fényimpulzus frekvencia, amit a 30 feszültség-frekvencia átalakító kimenetéhez csatlakoztatott előnyösen digitális 33 frekvenciamérővel mérhetünk, jellemző lesz a rétegvastagságra. A periodikusan ismétlődő fényimpulzusokkal történő gerjesztés esetén a szondákon megjelenő periodikus feszültségnek közvetlenül is mérhetjük az amplitúdóját vagy fáziskésését. A 2. ábra diagramján látható, hogy ezek az értékek jellemzőek a rétegvastagságra. A találmány szerinti eljárás abban az esetben is alkalmazható, ha a rétegen és a hordozón átmenő stacionárius hőáramot hozunk létre. Ekkor a jelkiértékelő egység a szondákhoz csatlakoztatott egyenfeszültségmérőt tartalmaz. A mérést á stacionárius viszonyok beállása után kell elvégezni. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a hőimpulzust lézersugárral hozzuk létre. 5. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a termofeszültség mérését a réteg szabad felületéhez és a hordozóhoz csatlakoztatott fém szondákon levő feszültség mérésével végezzük. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy hőimpulzussal létrehozott hőáram esetén a termofeszültség mérését a szondákon levő feszültség csúcsértékének vagy a csúcspont időbeli késleltetésének mérésével végezzük. 7. Az 5. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy hőimpulzussal létrehozott hőáram esetén a termofeszültség mérését a szondákon levő feszültség csúcsértékének és egy megválasztott időponthoz tartozó értékének mérésével, vagy a feszültség két megválasztott időponthoz tartozó értékeinek mérésével végezzük. 8. Az 5. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy periodikusan ismétlődő hőimpulzusokkal létrehozott hőáram esetén a termofeszültség mérését a szondákon levő feszültség fáziskésésének vagy amplitúdójának mérésével végezzük. 9. Az 5. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy periodikusan ismétlődő hőimpulzusokkal létrehozott hőáram esetén a termofeszültség mérését a hőimpulzusok periódusidejének változtatásával és a szondákon levő feszültség adott fáziskésésének detektálásával végezzük. 10. Az 5. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy stacionárius hőáram esetén a termofeszültség mérését a szondákon levő feszültség állandósult értékének mérésével végezzük. 11. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jelemezve, hogy egy további villamosan vezető hordozóra felvitt villamosan v vezető etalon rétegen átmenő, a mérendő rétegen és hordozóján átmenő hőárammal azonos hőáramot hozunk létre, és a mérendő réteg és hordozó közötti termofeszültség mérése mellett mérjük az etalon réteg és a további hordozó közötti termofeszültséget, és a két termofeszültséget összehasonlítjuk. 12. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására villamosan vezető hordozón levő legalább egy villamosan vezető réteg vastagságának mérésére, azzal jellemezve, hogy a rétegen (2) és a hordozón (1) átmenő hőáramot létrehozó eszközei, a réteghez (2) és a hordozóhoz (1) csatlakoztatható fém szondái (5,6) és a szondákhoz (5,6) kapcsolt villamos jelkiértékelő egysége (8) van. 13. A 12. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a réteghez (2) csatlakoztatott szonda (5) anyaga megegyezik a réteg (2) anyagával. 14. A 12. vagy 13. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a hőáramot létrehozó eszközöket a réteg (2) szabad felületére lézersugár impulzust bocsátó lézersugárforrás (10) Valamennyi javasolt mérési megoldásnál előnyösen alkalmazható — különösen gyártásbeli ellenőrző 40 vizsgálatoknál - olyan összehasonlító mérési eljárás, amelynél a mérendő réteget egy etalon réteggel hasonlítjuk össze. Ekkor mind az etalon rétegen és hordozóján, mind pedig a mérendő rétegen és hordozóján ugyanazt a hőáramot hozzuk létre, és 45 mérjük a két termofeszültséget. A mérendő réteg megfelelő vagy nem megfelelő voltát a két termofeszültség összehasonlításával lehet eldönteni. Szabadalmi igénypontok: 50 1. Eljárás villamosan vezető hordozón levő legalább egy villamosan vezető réteg vastagságának mérésére, azzal jellemezve, hogy a réteg szabad felülete és a hordozó között hőáramot hozunk 55 létre, és mérjük a rétég és a hordozó közötti termofeszültséget. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a hőáramot a réteg szabad felületén ' alkalmazott hőközléssel hozzuk 60 létre. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a hőáramot a réteg szabad felületén alkalmazott - előnyösen periodikusan ismétlődő - hőimpulzussal hozzuk létre. 65 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4