Способ определения толщины проводящих пленок и устройство для его осуществления
1. Способ определения толТданы проводящих пленок в процессе их напыления , заключаюстйся в том, что направляют поток напклляемого материала . на рабочие подложки и образец i свидетель и измеряют сопротивление напыляемой пленки на образце - сви:детеле , отличающийся , что, с целью повьпаения точности определения толгданы, периодически перекрывают поток напыляемого мате ,риала над образцом - свидетелем в течение интервала времени, составляющего 80-90% от общего времени напыления. О ю 1 СП О. о
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
В 1
РЕСПУБЛИК,Я0„„102 5 А
ЗОВ 801 В 7 06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н PBTOPCNOMV. СВВВВТВВСТВМ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3410191/25-28 (22 ) 22. 03. 82 (46) 07.07.83. Бюл. В 25 (72 ). 3.Р. Готра и A. Н. Войтехов (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинского комсомола (53 ) 621. 317. 39 ) 531. 71 (088. 8) (56) 1. Технология тонких пленок.
Справочник, Под ред. Л.Иайселла и
Р.Глэнга. Т.I, И., "Советское радио"
1977, с. 154-158.
2 . "Journal of Scientific Instruments", 1963, ч. 40, 9 12, р.557-561 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОВОДЯЦИХ ПЛЕНОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО . ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1. способ определения толщины проводящих пленок в процессе их напыления, заключающийся в том, что направляют поток напыляемого материала, на рабочие подложки и образец—
"свидетель" и измеряют сопротивление напыляемой пленки на образце - "свидетеле", отличающийся
;тем, что, с целью повьиаения точности определения толщины, периодически перекрывают поток напыляемого мате,риала над образцом - "свидетелем" в течение интервала времени, состав- ляющего 80-90% от общего времени Е .напыления.
1027506
2. Устройство для .осуществления способа по п. 1, содержащее размещенный в корпусе подпожкодержатель для установки на нем рабочих подложек и образца-"свидетеля" и подключенный к образцу-"свидетелю" блок измерения сопротивления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения толщины и увеличения долговечности, оно снабжено закрепленной на подложИзобретение относится к толщинометрии и может быть использовано в частности, в технологии производства изделий тонкопленочной микроэлектроники для определения толщины 5 проводящих пленок в процессе их напыления.
Известны способ и устройство дпя определения толщины проводящих пленок в процессе напыления по величине их электрического сопротовления.
Способ заключается в напылении пленки на образец-"свидетель", размещенный в вакуумной камере вместе с рабочим подложками, и измерении его сопротивления, по величине которого с помощью градуировочных кривых определяют толщину напиленной пленки., Устройство для реализации указанного способа содвржит образец-"свидетель", выполненный .в виде диэлектри- 20 ческой подложки с предварительно нанесенными на нее контактными токоотводами, которая размещена вместе с рабочими .подложками на общем непод вижном полкодержателе в вакуумной камере. Над образцом-"свидетелем" может быть размещена маска, с помощью которой.задается длина и ширина наносимой на него пленки T13..
Недостатком известного способа и устройства является невысокая точ-. . ность определения толщины низкоомных йлеиок, например, из золота, меди, алюминия и т.п. вследствие малой З5 величины их удельного сопротивления и влияния переходного сопротивления контактных токоотводов.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения толщины 40 проводящих пленок в процессе их напыления, заключающийся в том, что направляют поток напыляемого материала на рабочие подложки и обра- зец-"свидетель", снабженный маской, 45 и. измеряют сопротивление напыпяемой. пленки на образце-"свидетеле". кодержателе над образцом-"свидетелем с воэможностью вращения вокруг своей оси зубчатой заслонкой с секторным вырезом и периодически взаимодействующими с нею упругим фиксатором, закрепленным на подложкодержателе, и водилом, закрепленным на корпусе, а подложкодержатель установлен с воэможностью вращения вокруг своей оси в противоположном относительно зубчатой заслонки направлении.
Устройство для определения толщины проводящих пленок в процессе их напыления содержит размещенный в корпусе неподвижный подложкодержатель для установки на нем рабочих подпожек и образца-"свидетеля", снабженного маской, имеющей прорези сложной формы, и подключенный к образцу-"свидетелю" блок измерения сопротивления f23
С помощью маски на образец-"свидетель" наносится пленочное покрытие достаточно большой длины и малой ширины, имеющее благодаря этому высокое сопротивление, что позволяет исполь- зовать такое устройство для измерения толщины низкоомных пленок.
Однако и в этом случае точность определения толщины при использовании известного способа и устройства недостаточна вследствие наличия небольшого нестабильного зазора между датчиком и маской. Изменения величины этого зазора приводят к различному рассеянию паров и, следовательно, к изменению ширины напыляемого пленочного покрытия.
Кроме того, устройство имеет низкую долговечность из-эа деформаций и механического износа сменных масок .
Цель изобретения - повышение точности определения толщины проводящих пленок в процессе их напыления и увеличение долговечности исполь-. зуемого для этого устройства.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения толщины проводящих пленок в процессе их напыления, заключающемся в том, что направляют поток напыляемого материала на рабочие подложки и образец-"свидетель".,и измеряют сопротивление напыляемой пленки на образ.це-"свидетеле", периодически перекрывают поток напйляемогь материала над образцом-"свидетелем" в течение ин1027506
ВНИИПИ Эакаэ 4720/43
Тираж б02 Подписное
Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 терзала времени, составляющего 80-90% от общего времени напыления.
Устройство для определения толщины проводящих пленок в процессе их напыления, содержащее размещенный в корпусе подложкодержатель для уста- 5 новки на нем рабочих подложек и образца-"свидетеля" и подключенный к образцу-"свидетелю" блок измерения сопротивления, снабжено закрепленной,. на полкодержателе над образцом-"сви- !О детелем" с возможностью вращения вокруг своей оси зубчатой заслонкой с секторным вырезом и периодически взаимодействующими с нею упругим фиксатором, закрепленным на подложкодер- )5 жателе, и водилом, закрепленным на корпусе, а подложкодержатель установлен с воэможностью вращения вокруг .своей оси в противоположном относительно зубчатой заслонки направлении.2О
На чертеже схематически представлено устройство, осуществляющее предлагаемый способ.
Устройство для определения. толщины
;проводящих пленок в процессе их напы ления содержит подложкодержатель 1, например, карусельного типа с осью 2 вращения. На подложкодержателе 1 установлена на фиксированном расстоянии от него с воэможностью вращения вокруг своей оси 3 зубчатая заслонка 4, имеющая секторный вырез 5.
Под заслонкой 4 размещен образец"свидетель" б с контактными токоотводами 7, подключеннЫми к блоку изме- 35 рения сопротивления (не показан).
С зубчатой заслонкой 4 периодически ..взаимодействуют. либо водило 8, упруго закрепленное на корпусе 9, либо упругий фиксатор 10, закрепленный на 4О подложкодержателе 1.
Способ. определения толщины проводящих пленок s процессе их напыления осуществляется с помощью предлагаемого устройства следующим образом. 45
Направляют поток напыляемого материала на рабочие подложки (не показаны) и на образец-"свидетель" 6, которые установлены на общем подложкодержателе 1, приводимом во вращение вокруг оси 2. При приближении края подпожкодержателя 1, на котором установлен образец-"свидетель" б и заслонка 4, к водилу 8 последнее вступает в зацепление с зубцами заслонки 4, обеспечивая ее поворот вокруг своей оси 3 вращения в направлении, противоположйом направлению вращения подложкодержателя 1. При этом упругий фиксатор 10 ие препятствует повороту заслонки, пока она находится в зацеплении с водилом 8. Как только последние выходят из зацепления, упругий фиксатор 10 стопорит заслонку 4 и не позволяет ей далее вращаться по инерции. При каждом полном повороте подложкодержателя 1 на 360 водило 8 проворачивает заслонку 4 на некоторый заранее заданный определенный угол, благодаря чему эаслонна 4 делает один полный оборот вокруг своей оси 3 за определенное число оборотов подложкодержателя 1. В реэу. льтате этого секторный вырез 5 находится над образцом-"свидетелем" в течение интервала времени; составляющего очень малую часть от времени напыления пленки на рабочие подложки, пропуская на него напыляемый материал. Благодая периодическому перекрытию потока иапыпяемого материала над образцом-"свидетелем" в течение интервала времени, составляющего значительную часть, например 80-90Ъ, от общего времени напыления, иа него напыляется пленка значительно меньшей толщины, чем на рабОчие подложки.
Вследствие этого пленка иа образце"свидетеле" имеет более высокое соггротивление, чем на рабочих подложках, что позволяет измерять его с более высокой точностью.
По величине сопротивления пленки на образце-"свидетеле" определяют толщину пленки на рабочих подложках либо с помощью расчетных формул, либо с помощью градуировочных кривых для конкретного напыпяемого материала.
Использование предлагаемого способа и устройства для определения толщины проводящих пленок в процессе их Напыления обеспечивает более высокую точность измерения эа счет жесткой фиксации зазора между заслонкой и образцом-"свидетелем" на подложкодержателе.
Кроме того, обеспечивается болев высокая долговечность устройства для осуществления предлагаемого .способа, так как, время наработки на износ зубьев заслонки, фиксатора и водила значительно больше времени наработки на износ одной сменной маски дпя образца-"свидетеля" в известных способах и устройствах.
Кроме того, уменьшается трудоемкость изготовления изделий микроэлект- роники, так как отпадает необходимость в изготовлении специальных сменных масок с прорезями сложной формы для образца-"свидетеля".
