2.2. Устройство микроинтерферометра мии-4

Микроинтерферометр МИИ-4 сочетает в себе интерферометр с измерительным микроскопом. Это позволяет получить увеличенное в нужное число раз изображение интерференционной картины в поле зрения микроскопа, наложенное на изображение объекта, и измерять координатным методом вырисовывающиеся таким образом неровности с помощью обычного винтового окулярного микрометра. Высота неровности определяется путем сравнения размеров неровностей профиля с шириной интерференционной полосы. Расстояние в одну полосу соответствует размеру неровности профиля поверхности, равному половине длины волны света, т.е. обычно 0,275 мкм.

Оптическая схема двух лучевого микроинтерферометра МИИ-4 схематически показана на рис.2.2а, оптическая схема с изображением оптических деталей представлена на рис. 2.3. Все ссылки на оптическую схему в дальнейшем тексте относятся к рис.2.2. От источника света 1 через конденсор 2, апертурную диафрагму 3, полевую диафрагму 4 и объектив 5 пучок падает на пластину 8 с полупрозрачным слоем и разделяется на два пучка когерентных лучей примерно одинаковой интенсивности. Пройдя через одинаковы микрообъективы 6 и 10, эти пучки попадают соответственно на исследуемую поверхность 7 и зеркало11. Компенсационная пластина 9 уравнивает длины хода в стекле двух пучков (подумайте, зачем?). Отразившись от поверхности объекта и зеркала, пучки лучей вновь пройдя через объективы 6 и 10, соединяются полупрозрачной пластиной 8 и объективом 13 вместе с зеркалом 14 и направляются в окуляр 12, в фокальной плоскости которого и наблюдается изображение объекта и система интерференционных полос, образованная соединившимися пучками когерентных лучей. Наглядная схема прохождения лучей показана на рис.2.3. Объектив 15 и зеркало 17 (рис.2.2.а) предназначены для получения изображения в кадровом окне 16 при фотографировании.

2.3. Проведение измерений.

Ширину интерференционных полос изменяют путем децентрирования объектива 10, а их поворот в поле зрения – поворотом того же объектива вокруг его оси. Схема регулировки интерференционной картины представлена на рис.2.4. при наличии неровностей на поверхности объекта интерференционные полосы искривляются (рис.2б). Отношение величины искривления А к ширине интерференционной полосы В оценивают визуально или с помощью винтового окуляр- микрометра, а затем определяются размер Н по формуле

Где А и В – высота неровностей и ширина интерференционной полосы (расстояние

между серединами или краями двух соседних темных или светлых полос) в делениях круговой шкалы барабана винтового микрометра; - длина волны света, применяемого в измерениях. При проведении измерений в белом свете в качестве значения берут среднее значение длины волны видимого диапазона - 550нм. Для повышения точности измерений ширину часто измеряют 3-4 раза в разных местах и используют среднее значение из результатов измерений. Общий вид прибора показан на рис 2.2в.

■

3. Практическая часть.

3. 1.Объекты для исследования.

Рис. 1. Объекты исследования.

№ 1 Полированная металлическая деталь.

№ 2 Кремниевая пластина с травленной поверхностью (поверхность матовая).

№ 3 Кремниевая пластина с нанесенной микроструктурой (пластина БИС).

№ 4 Кремниевая пластина с полированной поверхностью (поверхность глянцевая) – обратная сторона образца №3.