Способ контроля толщины пленки в процессе нанесения

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля толщин пленок, наносимых в процессе напыления через сетки. Цель изобретения - повышение точности процесса контроля и расширение диапазона контролируемых толщин за счет устранения фоновых засветок . На устанавливаемьш в зоне напыления чувствительный элемент от источника света направляют световой поток. Световой поток получают в той области длин волн, в которой наносимый материал и материал сетки непрозрачны и отражают не более 50% падающего света, а расстояние между нитями и размеры сечения ниТей выбирают из интервала 0,1-1000 мкм и ближе к толщинам наносимых пленок. При проведении процесса нанесения на подложке . и на нитях сетки осаждаете нано.симый материал, свободная для прохождения светового потока площадь сечения сетки уменьшается, в соответствии с которой уменьшается интенсивность прошедшего через сетку светового потока, по которой судят о толщине пленки, для чего световой поток должен составлять некоторый угол с гоюскостыо сетки или фрагмента сетки. 3 -ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„, 14О98Б2 А1 (gII 1 G 01 В 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4007006/24-28 (22) 10. 11, 85 (46) 15.07.88. Бюл. Ф 26 (75) Ю.А.Михеев (53) 531,747.1 (088.8) (56) Известия Ленинградского электромеханического института. Вып.42, 1968, с. 160-173. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНКИ

В ПРОЦЕССЕ НАНЕСЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля толщин пленок, наносимых в процессе напыления через сетки.

Цель изобретения — повышение точности процесса контроля и расширение диапазона контролируемых толщин пле,нок за счет устранения фоновых засветок. На устанавливаемый в зоне напыления чувствительный элемент от источника света направляют световой поток. Световой поток получают в той области длин волн, в которой наносимый материал и материал сетки непрозрачны и отражают не более 507 падающего света, а расстояние между нитями и размеры сечения нитей выбирают из интервала 0,1-1000 мкм и ближе к толщинам наносимых пленок. При проведении процесса нанесения на подложке и на нитях сетки осаждается наносимый материал, свободная для прохождения светового потока площадь сечения сет" ки уменьшается, в соответствии с которой уменьшается интенсивность прошедшего через сетку светового потока, по которой судят о толщине пленки, для чего световой поток должен составлять некоторый угол с плоскостью сетки или фрагмента сетки. 3 ил.

14(Л862

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано преимущественно нри производстве мишен ей электровакуумных приборов, эле5

MBHToB тонкопленочных радиоэлектронных приборов и интегральных схем путем нанесения пленок, Цель изобретения — повышение точности процесса контроля и расширение диапазона контролируемых толщин пленок за счет устранения фоновых заcветок и сохранения связи между наныляемыми толщинами и интенсивностью прошедшего через сетку светового потока.

На фиг.1-3 схематически показан способ контроля толщины пленки согласно изобретению.

Способ осуществляют следующим образом..

При проведении процесса напыления пленок в высоком вакууме, когда длина свободного пробега молекул значительно больше расстояния между испарителем и подложкой, молекулы испаряемого вещества летят" по прямым линиям и запыпяются только те по-.->ерх— ности в зоне напыления,. которые не находятся в геометри еской тени от:Б испарителя. При напылении вещества при низком давлении газа (форвакууме), когда длина свободного пробега мен.ьше или близка к расстоянию между испарителем и подложкой, то запыляются и поверхности, находящиеся в геомет— рической тени от испарителя. При проведении процесса нанесения пленок из

:,газовой фазы, например химическим ! осаждением из газовой фазы, сраьни-,1п ! тельно равномерно запыляются все поверхности в зоне нанесения.

Часть лучей 1,2 света светового потока 3 отражается от поверхности нитей сетки 4 с наносимым материалом

5 и выходит параллельно свободно прошедшему câåòoâîìó потоку 3. Интенсивность этой фоновой отражающей составляющей прошедшего через сетку 4 светового потока 3 сильно зависит от структуры поверхности наносимых пленок, что может привести к усложнению связи между интенсивностью прошедшего светового потока и толщиной пленок.

53

Интенсивность этой отражающей составляющей можно точно рассчитать суммированием интегральных выражений сложного вида, учитывающих многократ-. ные отражения и отражения от ряда соседних нитей. Но эту величину можно оценить по формуле,, учитывающей наиболее существенный вклад двухкратного отражения. Эта формула для сетки из линейных параллельных и лежащих в одной плоскости нитей имеет следующий вид

Ап В (+1 )(Ь, 1 d„), (1)

g I

7 где à — интенсивность исходного светового потока; ь? — интенсивность отраженной фоновой составляющей".

А — коэффициент учитывающий форму и расположение нитей", п — отношение -.иола нитей к площади етки;

8 — коэффициент отражения материала сетки или пленки „.

d> толщина сетки на пленке в плоскости, перпендику- . лярной световому потоку;

1 — ширина сечения нити сетки в плоско ти, перпендикулярH OH CBQ TOBOM.i и

Для сетки 4„. состоящей из взаимо пересекающихся в оцной плоскости рядов нитей, образующих квадратные ячейки, равенство остается справедливым при возведении правой части формулы (1) во вторую степень.

При использовании сетки с нитями, размеры сечения которых ч расстояние между которыми близки к толщинам наносимых пленок, интенсивность фоно-. вой отражательной засветки может возрастать с ростом отношения числа нитей к единице площади сетки.

При реализации изобретения с помощью одноканальной системы для кGH троля толщин пленок используют интервал 1,0-1000 мкм, в котором лежит большинство толщин пленок, используемых в конструкциях электровакуумных приборов и других объектов изобретенияя.

Нагревом испарителя 6 с напыпяемым материалом 5 получали поток напыляемого вещества 7, который падал о под углом g =45 на стеклянную подо ложку 8 и под углом Р -45 на сетку

4, образованную пересекающимися нитями и укрепленную в оправке (не показана). Сетку 4 и подложку 8 располагали нац испарителем 6 и на равном

3 14 расстоянии г = r =50 мм от оси исв 5 парителя 6, Световой поток 3 направляли на сетку под углом =90 к плоскости сетки 4. Далее световой поток, прошедший через сетку 4, фокусировалн с помощью линзы на фотоэлемент и измеряли его интенсивность (источник света, светофильтры и линзы не показаны).

При проведении процесса нанесения на нити сетки напыляется -.материал, свободная для прохождения светового потока площадь сетки уменьшается, поэтому уменьшается интенсивность светового потока 3, падающего на фотоэлемент, по которой судят о толщине пленки на сетке d.z и толщине пленки на подложке dp

Формул а изобретения

Способ контроля толщины пленки в процессе нанесения, заключающийся в

0986;Г

4 том, что устанавливают в зоне контроля плоскую сетку, направляют на сетку световой поток с длиной волны для которой материал пленки и сетки

5 непрозрачен, регистрируют интенсивность светового .потока, прошедшего через сетку, а по величине интенсивности судят о толщине пленки, о тл и ч а ю шийся тем; что, с целью повышения точности процесса контроля и расширения диапазона контролируемых толщин пленок, направленный световой поток выбирают с длиной волны, для которой наносимый материал и материал сетки отражают не более 502 падающего света, а расстояние между нитями и размеры сечения нитей, образующих сетку, выбирают из интервала

О,I — 1000 мкм, определяемого в соответствии с требуемой толщиной наносимых пленок.

14098б2

Составитель В. Климова

Редак тор N. Келемеш

Корректор 0. Кравцова

Техред M.ÄHäûê

Заказ 3472/37

Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,- 4