Устройство для измерения толщины тонких пленок

 

. .:чА% и Ф нт («) 731282

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (о1) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено. 110775 (21) 23.57728/18-28 (5()М, Кл,2 с присоединением заявки № (23) Приоритет

6 01 В 19/38

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано ЗО.0 480. Бкзллетеиь ¹ 16

Дата опубликования описания З0,0 480 (53) УДК 5З1.717 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.A Галузо, В,А. Добрыдень, О,К. Илюнин и C.È. Столяров

Харьковский институт радиоэлектроники

{71) Заявитель (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ

ТОНКИХ ПЛЕНОК

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к области измерения и контроля толщины тонких пленок, например эпитаксиальных пленок кремния, интерференционным методом и может быть использовано при производстве полупроводниковых структур.

Известно устройство, содержащее спектрофотометр, служащее для контроля толщины пленки в процессе ее выращивания (1).

Однако это устройство не позволяет контролировать толщину уже выращенной пленки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее спектрофотометр и регистрирующий прибор, позволяющее определять толщину эпитаксиальных слоев бесконтактным методом (2).

Недостатками этого устройства являются невысокие производительность и точность контроля, поскольку все необходимые для определения толщины пленки операции по обработке интерференционной картины, получаемой с помощью устройства, выполняются вручную обслуживающим его оператором.

Цель изобретения — повышение производительности и точности контроля;

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено цифровым измерителем временных интерва1О лов, регистром, блоком деления, счетчиком интервалов, блоком управления и детектором максимумов, подключенным входом к выходу спектрофотометра а выходом — к сигнальному входу счетчика интервалов и входу блока управления, другие входы которого соединены с выходом конца развертки спектрофотометра и с выходом импульсов заполнения цифрового измерителя временных интервалов, подключенного

-цифровым выходом к сигнальному входу регистра, а управляющими входами †. к выходам блока управления, другие входы которого соединены с управляющими входами регистра, счетчика интервалов и блока деления, сигнальными входами подключенного к выходам регистра и счетчика интервалов, а выходом — к регистрирующему прибору.

На чертеже представлена блок-схема устройства. устройство содержит спектрофотометр 1, имеющий линейную по волновым числам развертку спектра во времени, детектор 2 максимумов, подключенный входом к выходу спектрофотометра 1 и генерирующий на выходе короткие импульсы в моменты прохождения максимумов интерференционной картины, блок 3 управления, координирующий работу всех блоков и подключенный одним входом к выходу конца развертки спектрофотометра 1, вторым — к выходу детектора 2 максимумов, объединенному с сигнальным входом счетчика 4 интервалов, служашего для фиксации числа интервалов между пройденными максимумами интерференционной картины, а третьим — к выходу импульсов заполнения цифрового измерителя 5 временных интервалов, цифровой выход которого соединен с сигнальным входом регистра б; блок 7 деления соединен сигнальными входами с выходом счетчика 4 интервалов и регистра б, а выходом — к регистрирующему прибору 8; управляющие входы счетчика 4 интервалов, цифрового измерителя 5 временных интервалов, регистра б и блока 7 деления соединены с выходами блока 3 управлени я .

Устройство определяет толщину пленки в соот вет ст вии с формулой

3128 2

t0

4 ступают теперь на счетный вход счетчика 4, фиксирующего таким образом число интервалов между пройденными максимумами интерференционной картины. Кроме того, каждый из этих импульсов побуждает блок 3 управления — импульсами на соответствующих выходах — очистить регистр б и передать в него результат, полученный к этому моменту цифровым измерителем 5 временных интервалов.

Таким образом, после прохождения

< -zо экстремума интерференционной картины на регистре 5 фиксируется число, пропорциональное величине на счетчике 4 — число (1 — 1), 4 а цифровой измеритель 5 временных интервалов продолжает отсчет интервала времени, начавшегося в момент прохождения первого максимума интерференционной картины.

В момент окончания развертки импульс с соот вет ст вующего выхода спектрофотометра 1 поступает на вход блока 3 управления, который при этом возвращает в исходное состояние цифровой измеритель 5 временных интервалов, а также — импульсом на соответствующем выходе побуждает блок 7 деления разделить содержимое регистра б, т.е. величину, пропорциональную разности на число n-, зафиксировано ное в это время на счетчике интервалов. Результат деления, представляющий толщину пленки в удобном масштабе, выдается на регистрирующий прибор 8. где

65 а — константа, зависящая от материала пленки; число максимумов интерференционной картины; 4и - волновые числа, при которых наблюдаются первый и последний максиму MbI

После установки контролируемой пленки в спектрофотометр и его запуска на выходе детектора 2 максимумов в момент прохождения первого максимума интерференционной картины появляется первый импульс. Поскольку в исходном состоянии единичный потенциал на первом выходе блока 3 управления, соединенном с управляющим входом счетчика 4 интервалов, от сут ст вует, этот импуль с попадает на сбросовый вход счетчика 4, устанавливая последний в нуЛь. Блок 3 управления, получив первый импульс с выхода детектора

2 максимумов, устанавливает на первом выходе единичный потенциал, а также — импульсом на соответствующем выходе — запускает цифровой измеритель 5 временных интервалов.

Второй, третий и т.д. импульсы выхода детекторА 2 максимумов поВо избежание сбоев и дополнительных погрешностей вся работа блока управления синхронизируется импульсами заполнения цифрового .измерителя 5 временных интервалов.

Таким образом, все операции процедуры контроля толщины пленки, за исключением установки и снятия контролируемого образца и запуска устройства, осуществляются автоматически, что обеспечивает существенное повышение производительности и точности контроля.

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины .тонких пленок, содержащее спектрофотометр и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и точности контроля, оно снабжено цифровым измерителем временных интервалов, регистром, блоком деле— ния, счетчиком интервалов, блоком управления и детектором максимумов, подключенным входом к выходу спектрофотометра, а выходом — к сигнальному входу счетчика интервалов и входу блока управления, другие вхо731282

Составитель A . .Куликов

Редактор И. Михеева Техред ж.Кастелевич Корректор . Й о N Демчик

Заказ 149 3/20 Тираж 80 1 Подпи сн ое

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ды которого соединены с выходом конца развертки спектрофотометра и с выходом импульсов заполнения цифрового измерителя временных интервалов, подключенного цифровым выходом к сигнальному входу регистра, а управляющими входами — к выходам блока управления, другие входы которого соединены с управляющими входами регистра, счетчика интервалов и блока деления, сигнальными входами подключенного к выходам регистра и счетчика интервалов, а выходом — к регистрирующему прибору °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIUA Р 6312692, кл. 356-108, опубли к, 1971.

2, Установка для определения толщины эпитаксиальных слоев бесконтактным методом (УОТБМ), техническое описание, HHHNB 1968 (прототип) .