Способ контроля толщины покрытий Советский патент 1983 года по МПК G01B15/02 

сл

ел

СО Од 01 Изобретение относится к контроль но-иэмерительной технике, к методам и средствам измерения толщины домонослой){ых и монослойных покрытий п процессе их нанесения на твердотельную подложку. Известен способ определения и контроля ТОЛ1ЧИНЫ тонкослойных покры тий, наносимых в вакуумной камере на твердотельную подложку, осущеЬтв ляемый путем облучения подложки с нанесенным покрытием пучком электро нов и регистрацией вторично-эмиссионного тока в импульсном режи ме Ги.. Однако данный способ ограничен измерением толщин тонкослойных диэлектриков и высокоомных полупровод ников, применим только для меществ с отличными коэффициентами вторичной электронной эмиссии и отличается использованием достаточно сложной аппаратуры, связанной с регистрацией импульсов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ контро ля тол1Г51ны покрытий, заключающийся в том, что объект контроля облучают пучком моноэнергетических электронов, регистрируют спектр интенсивности отраженных электронов, определяют толр;ину покрытия Zj. Однако для известного способа ха рактерна недостаточная точность, чу ствительность и информативность, та .как отраженные электроны содержат группы упруго и неупруго отраженны электронов, кроме того, вклад от этих групп электронов определяется энергией первичного пучка E, углом его падения и состоянием поверхност мишени. Поэтому получаемые сведения о толщине покрытия не несут полной объективной информации и не точны, что в особенности относится к монослойным и домонослойным покрытиям в процессе их нанесения. Целью изобретения является повышение точности контроля монослойных покрытий в процессе их нанесения. Цель достигается тем, что согласно способу контроля толщины покрытий, заключающемся в том, что объект контроля облучают пучком моноэнергетических электронов, регистрируют спектр интенсивности отраженных электронов и определяют толщину покрытия, облучение производят элект652ронами с энергией в пределах 5-50 эВ, регистрируют спектры интенсивности упруго отраженных электронов до нанесения покрытия и после нанесения покрытия, а тол11ину покрытия определяют по разности максимумов интенсивности отраженных электронов до нанесения покрытия и после. Способ контроля толщины покрытий . осущестнляется следующим образом. Электроны испускаются накаленной вольфрамовой нитью или оксидньЫ катодом, образующейся электронный пучок с конечным энергетическим разбросом эВ Фокусируют на объект контроля под углом 0 в диапазоне оС 20-70 OTHocHTej(bHO нормали к поверхности с помощью электронно-оптической системы, в которой может быть предусмотрена дополнительная монокинетизация пучка по энергии, например, в поле цилиндрического или сферического монохроматора, и регистрируют спектр интенсивности зеркально упруго отраженных электронов под углом .-о по отношению к нормали к поверхности. Энергия первичных электронов выбрана в диапазоне Ер 5-50 эВ, который определяется, с одной стороны, максимальной интенсивностью упруго отраженных электронов Jynp (вероятность упругого рассеяния максимальна) , с другой стороны - электроны данных энергий проникают на глубины от 5 До 60 А, т.е. перекрывают возможный диапазон моноелоных и домонослойных адсорбционных покрытий. Дгтя контроля т6лп5ины покрытия одного вещества, нанесенного на подложку из другого BeDJiecTBa, 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 разлишя в величинах максимума интенсивности упруго отраженных электронов обусловены различными сечениями упругого рассеяния электронов от атомов разных веществ, а также вкладом в регистрируемый сигнал электронов, упруго отраженных от нанесенного покрытия, оторое при монослойных и домонослрйWX покрытиях на монокристаллических подложках может иметь упорядоченную труктуру. Изменения в максимуме нтенсивности упруго отраженных электронов для (ЬиксироваиноГ энергии будут наблюдаться вгшоть до образова ния покрытий с тол1чи11ами, на глубину которых могут проникнуть первичные электроны с данной энергией. Значения этих толг1ин по оценкам метода ди(ракции медленных электронов составляют от 1 до 50 А для энергий электронов Ер 100 эВ. При болышх толпцинах покрытия максимум интенсивности упруго отраженных электронов выходит на насыпение и становит ся характерным для вещества покрытия. 34 Таким образом, подбор энергии первичных электронов Ер и угла их падения наповерхность ci с выполнением операции определения разности максимумов интенсивности упруго отраженных электронов от подложки спокрытием и самой подложки позволяет повысить точность и надежность контроля, а также увеличить чувствительность в области контроля толщин моцослойных и домонослойных покрытий, в том . числе и адсорбционных.

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.