Устройство для контроля толщинынапыляемых пленок

 

Союз Соеетскик

Социалистинеских

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОе СКОМУ СВ ТВЛЬСТВУ (ii)813128 (61) Дополнительное к авт. свид-ay— (51)М. Кл з

G 01 В 7/06

G 01 R 31/22 (22) Заявлено 07. 07. 76 (21) 2383513/18-28 с присоединением заявки ЙР (23) Приоритет

Государственный коинтет

СССР но делам нзюбретеннй н вткрмтнй

Опубликовано150 3 81 Бюллетень М 10 (53) УДК 531. 717 (088. 8) Дата опубликования описания 15. 03. 81

В. Ф. Устинов (72) Автор изобретения

Я Е(: go;, (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ HAII

ПЛЕНОК

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины пленок из резистивного материала в процессе напыления.

Известен прибор для контроля толщины напыляемой пленки, содержащий устройство, подводящее напряжение сигнала к напыляемому слою. Результирующий ток через слой измеряется посредством последовательно вклю. ченного резистора с помощью дифференциального усилителя (11.

Однако для хорошо проводящего слоя этот ток, ограниченный резис- 15 тором, начиная с некоторой величины, характеризуницей сплошность слоя, будет слабо зависеть от толщины слоя, что значительно ухудшает чувствительность прибора и уменьшает диапазон 20 контролируемых толщин для пленок с низким удельным сопротивлением.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля толщины напыляеьых пленок, содержащее свидетель в виде прозрачного вращакщегося диска с напыляемой пленкой, маску с отверстием, расположенную на определенном расстоянии от свидетеля, и пре- 30 образователь толщины напыляемой пленки в оптический, а затем в электрический сигнал. В этом устройстве повышение чувствительности контроля обеспечивается регулированием толщины пленки на свидетеле в процессе напыления таким образом, что пленка остается прозрачной до конца напыления $2) .

Однако применение прозрачной вращающейся подложки является существенным ограничением этого устройства изза сложности его кинематической части, причем точность контроля с помощью такого свидетеля может ухудшиться при применении .подложки, отличаю- щейся от рабочей по структурным и адгезионным свойствам поверхности.

Цель изобретения — измерение толщины электропроводной пленки на непрозрачной подложке.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для контроля толщины напыляемях пленок маска снабжена по крайней мере одним дополнительным отверстием, отверстия расположены вдоль оси свидетеля на заданном расстоянии одно от другого, а преобразователь толщины пленки в электри813128 ческий сигнал выполнен в виде двух электродов, установленных на оси свидетеля и подключенных к измерителю электрического сопротивления. При этом свидетель содержит диэлектрическую непрозрачную поддожку. Свидетель может быть выполнен как на диэлектрической подложке, так и в сочетании с высокоомной резистивной пленкой между электродами для выбора диапазона измеряемого сопротивления свидетеля.

На чертеже изображено устройство для контроля толщины напыляемых пленок на основе свидетеля на диэлектрической непрозрачной подложке.

На поверхности свидетелея 1 íà 15 основе подложки 2 из ситалла на некотором расстоянии друг от друга нанесены пленочные металлические электроды 3, соединенные через выводы 4 с измерителем 5 электрическо- щ го сопротивления. Над поверхностью свидетеля 1 на расстоянии Ь установлена металлическая маска 6 с расположенными вдоль оси свидетеля отверстиями 7 ° Маска Фиксирована на подложке 2 с помощью опорных прокладок 8 и пружинных зажимов 9. На межэлектродную зону 10 на участках

11, находящихся под отверстиями 7 маски б,. напылен толстый слой 12 пленки, а на участках 13, закрытых маской 6 — тонкий слой 14 бокового подпыла под маску.

Устройство работает следующим.об-. разом.

При напылении проводящей, например, алюминиевой пленки на участках

11 зоны 10 образуется толстый (1 + 1,5 мкм) слой 12 из алюминия с высокой электропроводимостью, а на участках 13 в результате бокового 4п подпила образуется тонкий (0,5 + О, 1 мкм) слой 14 из алюминия, проФяль которого вдоль оси свидетеля определяется удалением h маски 6 и расстоянием ) между отверстиями 7 маски 6. Измерение электрического сопротивления свидетеля с напиленной пленкой позволяет непрерывно контролировать в течение времени напыления толщину пленки. При этом для обеспе: чения сплошности напыленного слоя в межэлектродной зоне 10 маску 6 устанавливают на большем расстоянии h если применяют маску имеющую большее расстояние 1 между отверстиями 7.

Для повторного использования свидетеля достаточно удалить напыленный слой в селективном химическом травителе для материала пленки.

Дополнительно в межэлектродной зоне 10 на поверхности свидетеля 1 может быть нанесена высокоомная резистивная пленка, например из тантала.

В этом случае в процессе напыления сопротивления пленки на поверхности свидетеля уменьшается .из-за шунтирования пленки напыленным слоем, что позволяет llo тарированиым зависимостям сопротивления свицетеля от толщины напылениой плевки непрерывно контролировать в течение всего времени напыления толщину напыляемой пленки.

Устройство позволяет производить измерения толщины электропроводной пленки на непрозрачной подложке, обеспечивает Высокую точность контроля, так как позволяет выбрать наиболее удобный диапазон измеряемого сопротивления свидетеля и величину градиента сопротивления относительно времени напыления.

Формула изобретения

Устройство для контроля толщины напыляемых пленок, содержащее свидетель, маску с отверстием, расположенную на определенном расстоянии от свидетеля, и преобразователь толщины пленки в электрический сигнал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения толщины электропроводной пленки на непрозрачной подложке, маска снабжена по крайней мере одним дополнительным отверстием, отверстия расположены .вдоль оси свидетеля на заданном расстоянии одно от другого, а преобразователь толщины пленки в электрический сигнал выполнен s аиде двух электродов, установленных на оси свидетедя и подключенных к измерителю электрического сопротивления.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ОвА В 3781911, кл. G 01 и 27/02, кл, 324-65, 1971.

2. Авторское свщдетельство СССР

9 358613, кл..G 01 В 11/06, 1973 (прототип).

813128

Составитель А- Куликов

Редактор О. Персиянцева . Техред M.Êîøòóðà .Корректор Н. Стец

Заказ 752/47 Тираж б42 Подписное

ВНИИПИ Государственного-комигета СССР .. по делам изобретений и открытий

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

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