Устройство для контроля свойств тонких резистивных пленок

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СВОЙСТВ ТОНКИХ РЕЗИСТИВНЫХ ПЛЕНОК, содерж ашее вакуумметр, источник опорного йапряжения, первый вывод которого соединен с общей шинойл а тЬрой через последовательно соединенные контрольную подложку и преобразователь тока в напряжение соедин .ен с входом дифференцируюмего элемента и первым выводом индикатора толщины :плёнки,. второй вывод кото-, рого соединен с общей шиной, от л и .4 а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощенийконтроля процесса напыления и повышения -воспроизводимости свойств напыляемых пленок, в него введены блок деления сгигналов индикатор степени окисления пленки, причем в акууммет р соедин пер вым входим блока деления сигналов, втррой вход icoToporo соединен с выходом g дифференцирующего элементаг а выход О) . через индикатор степени окисления .с общей шиной. у с ff L. оэ со О -0 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. а9) св

3Щ 1й 01% 31 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"й

«В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИП":Т СССР fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЦТИЙ

1 (21) 3431940./1.8-21 (22) :26. 04. 82 (46) 07.08.8 3. Бюл..р 2 9

: .(72) Б.ttl. Беренштейн (71) Воронежский ордена Ленина

rocyдapствeнный университет им. Ленинекого комсомола .(53) 621.382..3(088.8).. (56.) 1. Пленочная микроэлектроника, .под ред. Л. Холлзнда. М., "Мир":,:

1968, с 296.

2. Terner 1.A. et al., A metho6

far -сопИопз meàsuremenе of thick-.

: ness апй during а часрит Waporatienql

Iarna1 0f Scientific instruments

40 9 .12 1963, р» 557, (54)(57) УС2РОЙС1ВО ЙЛЯ.КОИ. РОЛЯ

СВОйСтВ 20ЙКИХ РБЭИСтИВНЫХ ПЛЕНОК, содержащее вакуумметр, источник опорного напряжения, йервый вывод которого соединен с общей шиной.„. а

Ъторой через последовательно соединенные контрольную подложку и преобразователь тока s напряжение сое- . динен с входом дифференцирующего элемента и первым выводом индикаторатолщины:ппенки,, второй вывод кото-. рого соединей с общей шиной, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения контроля процесса напыления и повышения .воспроизводимости свойств напыляемых пленок, в него введены блок деления Сигналов и индикатор степени окисления пленки,: причем вакуумметр соединен с первым входом блока деления сигналов, второй вход которого соединен с выходом Е дифференцирующего элемента, а выход .через индикатор степени окисления— . с общей щййой.

1033993

Изобретение относится к пленочной микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении тонких ре" .,зистивных и металлических пленок, в производстве тонкопленочных-.гибридных интегральных микросхем.

Известно устройство. для контроля параметров пленок по их сопротивлению, содержащее мост Уитстона, одно плечо которого содержит контрольную подложку, усилитель разбаланса моста и реле Г1 ).

Недостаток данного устройства заключается в отсутствии контроля за скоростью напыления пленки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля скорости напыления и толщины .тонких металличес; ких и резистивных пленок, содержащее вакуумметр, источник опорного напряжения, первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй через последовательно соединенные контрольную подложку и,преобразователь тока в напряжение с входом дифференцирующего элемента и первым выводом индикатора толщины пленки, второй вывод которого соединен с об- щей шиной (2).

Известное устройство позволяет контролировать толщину и скорость напыления пленки и с помощью системы автоматического рагулирования поддерживать скорость напыления постоянной, однако оно не обеспечивает хорошую воспроизводимость свойств, напыленных пленок,.так как достижение воспроизводимых результатов .требует стабилизации не только скорости, напыления, но и давления остаточных газов. Одновременная стабилизация ,двух параметров усложняет конструк" цию устройства и контроль процесса напыления, Поскольку в процессе напыления происходит частичное поглощение остаточных газов пленкой вследствие физической и химической сорбции, то электрические свойства напыленных .резистивных пленок (удельное поверхностное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления и др.) зависят от степени их окисления.

Степень окисления пленки (при фикси. рованной температуре подложки) однозначно определяется отношением количества молекул газов к количеству молекул испаряемого вещества, попадающих на единицу поверхности пленки за единицу времени. Степень окис ления пленки будет постоянной, если стабилизировать отношение давления остаточных газов в камере напыления к скорости напыления пленки.

Цель изобретения — упрощение К0Н» троля процесса напыления и повышение

60 при котором достигаются оптимальные элеКтрические свойства йленки. Для этого достаточно регулировать только одйн из двух параметров процесса напыления (скорость напыления йли давление остаточных газов), что упровоспроизводимости свойств напыляемых пленок.

Укаэанная цель достигается тем,, что в устройство, содержащее вакуумметр, источник опорного напряжения, 5 первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй через последовательно соединенные контрольную подложку и преобразователь тока в напряжение соединен с входом дифференци10 рующего элемента и первым выводом индикатора толщины пленки, второй вывод которого соединен с общей .шиной, введены блок деления сигналов и индикатор степени окисления пленки, причем вакуумметр соединен с первым входом блока деления сигналов, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего элемента, а выход через индикатор .степени окисления — с общей шиной.

На чертеже приведена структурная. схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник опорного напряжения, контрольную

25 под ожку 2. преобразователь 3 ка в напряжение, дифференцирующий . эле мент 4., блок 5 деления сигналов, индикатор:б степени окисления пленки, .вакуумметр 7, индикатор 8 толщины пленки и общую шину 9, 30 Устройство работает следующим образом.

При напылении пленки она осаждается на контрольную подложку (свидетель) 2. Поскольку преобразователь

35 3 тока в напряжение имеет нулевое входное сопротивление, то ток через. свидетель .2 и напряжение на выходе преобразователя 3 тока в напряжение будут пропорциональны проводимости

40 свидетеля и, следовательно, толщине пленки. Сигнал с выхода преобразователя 3 подается на индикатор 8 толщины пленки и на вход дифференцирующего элемента 4, на выходе которого

45. получается напряжение пропорциональ ное скорости напыления пленки. Это напряжение подается на второй вход блока 5 деления сигналов. На первый вход блока 5 подается сигнал с вакуумметра, измеряющего давление в ка50 мере напыления. На выходе блока 5 и на индикаторе б получается напряже,ние, величина которого пропорциональ-, на степени окисления плейки.

Этот сигнал может быть использован для ручного или автоматического управления процессом напыления таким образом, чтобы степень окисления пленки была равна заданному значению, 1033993

Составитель Ю. Кареев

Редактор Ю. Ковач Техред N.Êîøòóðà . Корректор О.Билак

Заказ 5619/49 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 шает конструкцию аппаратуры и контроль процесса напыления. °

Контроль и стабилизация на задан ном уровне степени окисления пленок повышайт воспроизводимость их электрических свойств.

Предлагаемое устройство позволит снизить процент брака при производстве тонкопленочных микросхем.