Устройство для контроля толщины пленок

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНОК в процессе их нанесения , содержащее источник излучения, модулятор, систему зеркал, одно из которых имеет полупрозрачное покрмтие , и карусель с подложкодержателями , отличаю ще еся тем, что, с целью повышения точности контроля , ойо снабжено обтюратором с зеркальньм покрытием, размещенным ьбжду каруселью и зеркалом с полупрозрачным покрытием с возможностью синхронного вращения с каруселью, причем карусель имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие, размещенное на месте, одного из подложкодержателей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИК (19) 0 1) 4<5 1 С 23 С 14/12//С 01 В 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР г

1lO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф:; . г, ОПИСАНИЕ . ИЗОБРЕТЕНИП

К ABTOPCKO5IV СВИДЕТЕЛЬСТВЪ и (21) 2891043/18-21 (22} 05.03.80 (46) 30.03.85. Бюл. 1е 12 (72) N.À.Îðëîâ, В.А.Беляковскнй, .В.И.Сергеев и А.П.Савчук

; (71) Киевское научно-производственное объединение "Аналитприбор" (53) 535.345.67(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

У !283111 кл. С 01 В 11/02, 1972.

2. Патент GIIA е 3773548, кл. С 23 С 13/04, 1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДПЯ КОНТРОЛЯ

ТОЛЩИНЫ ПЛЕНОК в процессе их нанесения, содержащее источник излучения, модулятор, систему зеркал, одно из которых имеет полупрозрачное покрытие, и карусель с подложкодержателями, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено обтюратором с зеркальныч покрытием, размещенныч 1.ежду каруселью и зеркалом с полупрозрачным покрытием с возможностью.синхрон-. ного вращения с каруселью, причем .карусель имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие, размещенное на ,месте одного из подложкодержателей.

1147769 2

Изобретение относится к технике и технологиии получения тонких пленок и может быть использовано в оптической, радиотехнической и электронной промышленности. 5

Известно устройство для контроля толщины пленок в процессе их.нанесения, содержащее вспомогательную подложку (свидетель) с нанесенной на нее прозрачной пленкой,. причем конт- 1и роль толщины пленки осуществляется сравнением интенсивности излучения, прошедшего через напиленную пленку, с кбнтрольной интенсивностью излучения (1) .

Недостатком известного устройства является высокая погрешность измерения толщины пленки, обусловленная различными условиями роста пленки на основной и вспомогательной подлож- 2б ках. ,Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля толщины пленок, содержащее источник излучения, модулятор, систему зеркал, 25 одно из которых имеет полупрозрачное покрытие, и вращающуюся карусель с подложкодержателями j2) .

Однако известное устройство имеет низкую точность контроля толщины 3 пленки, обусловленную нестабильностью опорного сигнала вследствие нагрева подложки.

Цепь изобретения — повышение точности контроля в процессе нанесения

35 пленки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля толщины пленки, содержащее источник излучения, модулятор, систему зеркал, одно 10 из которых имеет полупрозрачнбе покрытие, и карусель с подложкодержателями, снабжено обтюратором с зеркальным покрытием, размещенным между каруселью и зеркалом с полупрозрачным 45 покрытием с возможностью синхронного вращения с каруселью, причем карусель имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие, размещенное на месте одного из подложкодержателей.

На фиг. 1 схематически представлено устройство для контроля толщины пленок; на фиг. 2, 3 и 4 — взаимное положение карусели и обтюратора.

Устройство для контроля толщины 55 пленок в процессе осаждения в вакууме (фиг. 1) содержит источник электромагнитного излучения 1, модулятор 2, систему зеркал 3, 4, 5 и 6 и зеркало 7 с полупрозрачным покрытием, вращающуюся карусель 8 с подложкодержателями 9 и сквозным отверстием 10, источники испаряемого материала !1. Устройство имеет вращающийся синхронно с каруселью 8 обтюратор 12, выполненный в виде диска с выступами 13 и прорезями. Со стороны полупрозрачного зеркала обтюратор снабжен зеркальным покрытием.

Число подложек и отверстий карусели равно числу выступов обтюратора.

Устройство контроля толщины размещено в вакуумной камере 14,- имеющей смотровые окна 15, 16 и 17. Напротив смотрового окна 16 размещен фотоприемник 18. На фиг. 2, 3 и 4 представлено по фазам взаимодействие вращающихся с одинаковой угловой скоростью карусели 8 и обтюратора 12 при измерении интенсивности излучения в режимах "Пропускание" и "Отражение" в процессе напыления.

Устройство работает следующим образом.

При вращении модулятора 2 с определенной частотой, на порядок превышающей частоту вращения карусели 8 и обтюратора 12, попеременно посылаетая сигнал для измерения интенсивности излучения в режиме "Пропускание": источник 1 — зеркало 3 — зер-, кало 4 — подложкодержатель 9 с подложкой (или.со сквозным отверстием 10) — зеркало 7 с полупрозрачным покрытием — фотоприемник 18, и в режиме "Отражение".. источник 1 — зеркало .6 — зеркало 5 — зеркало 7 подложкодержатель 9 с подложкой (или зеркальное покрытие обтюратора 12) — зеркало 7 — фотоприемник 18.

На фиг. 2 показано такое положение карусели и обтюратора, при котором сигнал источника 1, пройдя систему зеркал 3 и 4, далее проходит через подложку с напыленной пленкой подложкодержателя 9, отражается от зеркала 7 и через смотровое окно !6 поступает на фотоприемник 18 для измерения интенсивности излучения в режиме "Пропускание". Так как частота вращения модулятора в 10 раз больше частоты вращения карусели и обтюратора,. то почти одновременно с измерением пропускания происходит измерение интенсивности излучения в режиме "Отражение", когда сигнал источника 1, 3 1147 пройдя систему зеркал 6-7 и отразившись от пленки, напыленной на подложку, отражается от зеркала 7 и поступает на фотоприемник 18.

На фиг. 3 показано взаимное поло5 жение карусели и обтюратора, при котором сигнал в режиме "Пропускание" (верхний сигнал) не проходит, т.е. пропускание равно нулю. Сигнал, измеряющий отражение (нижний сигнал), 1р пройдя систему зеркал, отражается от зеркальной поверхности выступов 13 обтюратора 12 и поступает на фотоприемник 18 для измерения 1007.-ного отражения, необходимого в качестве опорного сигнала для измерения реального отражения пленки. Нулевое пропускание в данном случае используется для коррекции отсчетно-измерительного устройства. 20

На фиг. 2, 3 и 4 показано взаимное положение карусели и обтюратора, когда между выступами 13 обтюратора 12 находится сквозное отверстие 10 карусели 8. Верхний сигнал про-25 ходит систему .зеркал и, отразившись от зеркала 7, поступает на фотоприемник 18. В этом случае пропускание равно 1007, (опорный сигнал для измерения реального пропускания пленки).

Нижний сигнал, пройдя систему зеркал, также проходит сквозь отверстие 10 карусели 8, т.е. отражение в данном случае равно нулю.760 4

Таким образом, в рассмотренных трех фазах работы карусели и обтюратора можно получить данные о реальном отражении и пропускании напьшяемой пленки, 1007-ного пропускания и отражения в качестве опорного сигнала, и 07-ного отражения и пропускания для коррекции отсчетно-измерительного устройства. Практически может применяться карусель с другим числом подложек и отверстий, а обтюратор — с большим или меньшим количеством выступов, и не соответствовать числу подложек и отверстий в карусели, но в любом случае угловая скорость вращения обтюратора и карусели должна соответствовать уравнению no

41о= ь к

"on где и, ц)„- угловая скорость вращения обтюратора и карусели соответственно, П о — число подложек и отверстий в карусели, "oq — число отражающих поверх-ностей обтюратора

Предлагаемое устройство контроля позволяет с большой эффективностью проводить измерения отражения и пропускания напьшяемых пленок в процессе получения интерференционнйх покрытий с необходимыми характеристиками.

114 769

Составитель С.Мироошкин

Техред А,Кикемезей Корректор В.Гирняк

Редактор В.Ковтун.

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 1506/26 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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