Способ контроля толщины покрытий

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛВЦШЫ nOKPlTOlft, заключающийся в том, что объект контроля облучают пучком ..b,,., ноэнергетических электронов, регистрируют спектр интенсивности отражен ных электронов и определяют толщину покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля монослойных покрытий в процессе.их нанесения, облучение тфоизводят с энергией в пределах 5-50 эВ, ретострируют спектры интенсивности упруго отражённых электронов . до нанесения покрытия и после нанесения покрытия, a ТОЛ1ЧИНУ покрытия О1феделяют по разности максимуг Ов интенсивности отраженных электронов до нанесения покрыти:#ч .и после.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ИЦ»

РЕСПУБЛИК

09l . (Ш

У Я1 С 01 В 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 3407794/25- 28 (22) 12.03.82 (46) 23.1 1.83. Бюл. 11 43 (72) О.М. Артамонов и М.В. Кремков (71) Институт электроники

:им. У.А. Арибова (53) 531.71.7.521:621.357.7(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 203930, кл. Cj 01 В 15/02, 1967.

2; Авторское свидетельство СССР.

И 397748, кл.,G 01 В 15/02, 1971 (прототип). (56)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩ11НИ

ПОКРИТИЙ, заключающийся в том, что объект контроля облучают пучком моl ноэнергетических электронов, регистрируют спектр интенсивности отраженных электронов и определяют толщину покрытия, отличающийся тем, что, с целью .повышения точности контроля монослойных покрытий в процессе.их нанесения, облучение производят электронами с энергией в пределах 5-50 эВ, регистрируют спектры интенсивности упруго отраженных электронов .до нанесения покры» тия и после нанесения покрытия, а толщину покрытия определяют по разности максимумов интенсивности отраженных электронов до нанесения покрытиУ.-. и после. е

1055965

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, к методам и средствам измерения толщины домонослойных и монослойных покрытий в процессе их нанесения на 5 твердотельную подложку.

Известен способ определения и контроля толщины тонкослойных покрытий, наносимых в вакуумной камере на твердотельную подложку, осуществ- 10 ляемый путем облучения подложки с нанесенным покрытием пучком электронов и регистрацией вторично-эмиссионного тока в импульсном режи ме 11,. 15

Однако данный способ ограничен измерением толщин тонкослойных диэлектриков и нысокоомных полупроводников, применим только для веществ . с отличными коэАфициентами вторич- 20 ной электронной эмиссии и отличается использованием достаточно сложной аппаратуры, связанной с регистрацией импульсов.

Наиболее близким к изобретению 25 по технической сущности и достигаемому эАфекту является способ контроля тол1цин61 покрытий, заключающийся в том, что объект контроля облучают пучком моноэнергетических электронон, регистрируют спектр интенсивности отраженных электронов, определяют толщину покрытия (2 1.

Однако для известного способа характерна недостаточная точность, чувствительность и информативность, так

35 как отраженные электроны содержат группы упруго и неупруго отраженных электронон, кроме того, вклад от этих групп электронов определяется

40 энергией первичного пучка Ер, углом

его падения и состоянием поверхности мишени. Поэтому получаемые сведения о толщине покрытия не несут полной объективной инАормации и не точн61, / что в особенности относится к мо45 послойным и домонослойным покрытиям в процессе их нанесения.

Целью изобретения является повышение точности контроля моноспойных покрытий в процессе их нанесения, Цель достигается тем, что согласно способу контроля толщины покрытий, заключающемся н том, что объект контроля облучамт пучком моноэнергетических электронон, регистрируют 55 спектр интенсивности отраженных электронов и Определяют толщину покрытия, Облучение производят электронами с энергией н пределах 5-50 эВ, регистрируют спектры интенсивности упруго отраженных электронов до нанесения покрытия и после нанесения покрытия, а толщину покрытия определяют по разности максимумов интенсивности отраженных электронов до нанесения покрытия и после.

Способ контроля толщины покрытий осуществляется следующим образом.

Электроны испускаются накаленной вольАрамовой нитью или оксидным катодом, образующийся электронный пучок с конечным энергетическим разбросом .1 эВ Аокусируют на объект контроля под углом ОС в диапазоне d. = 20-70 о относительно нормали к поверхности с помощью электронно-оптической системы, н которой может быть предусмотрена дополнительная монокинетизацня пучка по энергии, например, в поле цилиндрического или сАерического монохроматора, и регистрируют спектр интенсивности зеркально упруго отраженных электронов под углом .-g no отношению к нормали к поверхности.

Энергия первичных электронов выбрана в диапазоне Е F, = 5-50 эВ, который определяется, с одной стороны, максимальной интенсивностью упруго отраженных электронов Эупр (вероятность упругого рассеяния максимальна), с другой стороны — электроны данных энергий проникают на глубины от 5 до 60 А, т,е, перекрывают о возможный диапазон монослоных и домонослойных адсорбционных покрытий.

Для кОнтрОля тОлщин61 пОкрытия Од ного вещества, нанесенного на подложку из другого вещества, регистрируют спектры интенсивности упруго отраженных электронов до нанесения покрытия (или подложки) и после нанесения покрытия, и определяют разность максимумов интенсивности этих двух групп электронов. Данные разли п1я в неличинах максимума интенсивности упруго отраженных электронов обусловлены различными сечениями упругого рассеяния электронов от атомов разных веществ, а также вкладом в регистрируемый сигнал электронов, упруго отраженных от нанесениого покрытия, которое при монослойных и домонослойных покрытиях на монокристаллических подложках может иметь упорядоченную структуру, Изменения в максимуме интенсивности упруго отраженных

1055965

Составитель В, Парнасов

Редактор П. Коссей Техред Ж.Кастелевич Корректор 11. Зрлейи

Заказ 9285/31 Тираж 602 Подписное

ВШШПИ Государственного комитета СССР пс делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 электронов для Аиксированной энергии будут наблюдаться вплоть до образования покрытий с толщинами, на глубину которых могут проникнуть первич1 ные электроны с данной энергией. 5

Значения этих толщин по оценкам метода дифракции медленных электронов составляют от 1 до 50 А для энергий электронов Г = 100 эВ. При больших толщинах покрытия максимум 10 интенсивности упруго отраженных электронов выходит на на.сыщение и становится характерным для вещества покрытия.

Таким образом, подбор энергии первичных электронов Е и угла их падения наповерхность с(с выполнением операции определения разности максимумов интенсивности упруго отраженных электронов от подложки с покрытием и самой подложки позволяет повысить точность и надежность конт. роля, а также увеличить чувствительность в области контроля толщин монослойных и домонослойных покрытий, в том числе и адсорбционньтх.