Устройство фотометрического контроля параметров диэлектрических покрытий, напыляемых в вакууме

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 03Х.1971 (№ 1658794/18-10) с присоединен IcM заявки К

Приор птет

Опубликовано 05Х!.1972. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 27 у 1.1972

М. Кл. G Olb 11,/06

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 531.717.53(088 8) Авторы изобретения

А. Н. Гаврилов, В. Н. Волков, В. М. Гудков, В. А. Бессольце и В. С. Борисов

ИСЕСОК)ЗНАЯ гм п Ч Л 10-,., тА

Заявитель

Московский авиационный институт им. С. Орджоникидзе

УСТРОЙСТВО ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТ И Й, НАПЫЛЯ ЕМЫХ В ВАКУУМЕ

Изобретение относится к устройствам для измерения толщин диэлектрических покрытий, напыляемых в вакууме, и может быть использовано в микроэлектронике и оптитае при изготовлении микросхем и просветлении линз соответственно.

Известные устройства ф ото метрического контроля параметров диэлектрических покрытий, напыляемых в вакууме, содержащие источник света с конденсором, модулятор, коллимирующую систему, фотометрическую систему регистрации отраженного от покрытия излучения в двух интервалах длин волн, и блок сравнения напряжений с индикатором, имеют недостаточную точность контроля толщины и электро физических свойств покрытия.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что позади коллимирующей системы размещен объектив, задний фокус которого совмещен с передней поверхностью покрытия, между выходом блока сравнения напряжений и входом индикатора с интегрирующей цепочкой включен синхронный детектор, управляемый датчиком опорных напряжений, задаваемых указанным модулятором, выход которого соединен с устройством регистрации средней скорости напыления.

На чертеже представлена принципиальная блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 света с конденсором 2 и объективом 3 и механический модулятор 4, помещенный между конденсором

2 и объективом 3 за пределами камеры на5 несения покрытий. Устройство содержит также расположенный на одной из стенок камеры застекленный иллюминатор 5 с непрозрачной пластинчатой диафрагмой 6, расположенной перпендикулярно плоскости иллюминатора, на

10 которой закреплено поворотное зеркало 7. Это зеркало оптически связано со светоделительным элементом 8, расположенным вне камеры нанесения покрытия .и зеркалами 9 и 10, образующими вместе с объективом 3 колли15 мационную систему и длиннофокусный объектив 11, задняя фокальная плоскость которого совмещена с передней плоскостью покрытия

12, находящегося в камере нанесения. Кроме того светоделительный элемент 8 оптически

20 связан с размещенными по разные стороны от него интерференционными фильтрами 13, 14, фокусирующими линзами 15, 16 и фотоприемниками 17, 18, расположенными также вне камеры нанесения. Выходы фотоприемниgs ков 17, 18 подключены к входам блока 19 сравнения напряжения, выход которого подключен к входу синхронного детектора 20.

Синхронный детектор 20 своим выходом связан с входом дополнительного фотоприемника

30 21, расположенного по одну из сторон моду340883

25

Зо

45 лирующего диска 4 и оптически связанного с дополнительным источником 22 света, расположенным по другую сторону модулирующего диска. Кроме того, выход синхронного детектора соединен со входом блока 28 индикации с интегрирующей цепочкой, выход которого подключен ко входу измерителя 24 средней скорости нанесения покрытия.

Устройство работает следующим образом.

Луч света от,источника 1 проходит через конденсор 2 и объектив 8, модулирующий диск 4, иллюминатор 5, поворотные зеркала 9, 10, длиннофокусный объектив 11 и попадает на контролируемое покрытие 12. Отразившись от контролируемого покрытия, находящегося в фокусе объектива 11, луч света проходит через упомянутый объектив, поворотные зеркала

9, 10 и, пройдя через иллюминатор, попадает на поворотное зеркало 7, закрепленное па пластинчатой диафрапме б. Зеркало направляет отраженный луч на светоделительный элемент 8, который пропускает 5О /о света на интерференционный фильтр 18, а 50% отражает" на интерференционный фильтр 14. Пройдя интер ференционные фильтры, разделенные лучи линзами 15 и 1б фокусируются на фотоприемниках 17 и 18, сигнал с которых подается на блок 19 сравнения напряжений.

В процессе нанесения пленки существуют такие оптические толщины, при которых электрический сигнал датчика равен пулю.

Для более точной регистрации оптических толщин, при которых разностный сигнал равен нулю, в предлагаемом устройстве предусмотрен синхронный детектор 20, соединенный одним входом с выходом блока 19 сравнения напряжений, а другим — с выходом датчика

21 опорных напряжений (например, фотодиода), расположенного по одну сторону модулирующего диска, а по другую его сторону расположен дополнительный источник 22 света.

Благодаря синхронному детектированию, изменение фазы сигнала, наблюдаемое при прохождении экстремальных значений отражения (пропускания) покрытия, переходит в изменение полярности, что используется далее в индикаторе 28 с интегрирующей цепочкой, соединенном своим входом с выходом синхронного детектора.

Сохранение однородности структуры покрытия, а следовательно, и ее физических и электрофизических свойств, в описываемом устройстве контролируется индикатором 24 контроля средней скорости нанесения покрытия, управляемым сигналами с индикатора 28 при каждом прохождении экстремума отражения (пропускания) покрытия. Индикация экстремальных значений осуществляется, например, при помощи декатронных лаан, а средней скорости, например, при помощи микроамперметра. Индикатор 28 вырабатывает также сигнал, подаваемый на исполнительный элемент (например, заслонку), прекращающий процесс нанесения покрытия при достижении им заданной толщины.

Предмет изобретения

Устройство фотометрического контроля параметров диэлекпрических покрытий, напыляемых в вакууме, содержащее источник света с конденсором, модулятор, коллимирующую систему, фотоэлектрическую систему регистрации отраженного от покрытия излучения в двух интервалах длин волн и блок сравнения напряжений с индикатором, отлича ои ееся тем, что, с целью увеличения точности конт роля толщины и электрофизических свойств покрытия, позади колли мир ующей системы размещен объектив, задний фокус которого совмещен с передней поверхностью покрытия, между выходом блока сравнения напряжений и входом индикатора с интегрирующей цепочкой включен синхронный детектор, управляемый датчиком опорных напряжений, задаваемых указанным иодулятором, выход которого соединен с индикатором средней скорости напыления.

340883

1г

Составитель Л. Тахтаджан

Техред Л. Куклина Корректор Е. Исакова

Редактор Е. Гончар

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 1807)10 Изд. Ыа 790 Тираж 448 Подписное

111111ИПИ Комитета по делам изобретений и отк1иятий ири Соесте М1и1исзров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб.. д. 4 5