Способ контроля толщины диэлектрической пленки в процессе напыления ее на свидетель Советский патент 1984 года по МПК G01B11/06 

.в.-i--« Т

со

QD

О QD 00 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толш,ины диэлектрической пленки в процессе напыления ее на свидетель, в частности при изготовлении интегральных микросхем. Известен способ контроля толщины диэлектрической пленки, заключающийся в определении оптических характеристик пленки, по которым судят о ее толщине С Недостатком данного способа является низкая точность контроля. Наиболее близким к изобретению по технической сущностиявляется способ контроля толщины диэлектричес кой пленки в процессе напыления ее на свидетель, заключающийся в том, что направляют световой поток на пленку, регистрируют величину интенсивности светового потока, прошедшего через пленку и свидетель, по которой судят о толщине пленки Г23. Недостатком известного способа является низкая точность и ограниченный диапазон контроля. При толщинах напыляемой пленки около 0,8 мкм происходит резкий переход на пологий .участок кривой, где изменения интенсивности от толщины диэлектрика становятся соизмеримыми с ошибкой измерения, что приводит к снижени} точности измерения. Дальнейший рост тол щины пленки до 5 мкм и вьпие не вызывает больших амплитудных (зависимост интенсивности асимптотически приближается к нулю) изменений интенсивное ти на выходе, что приводит к сужению диапазона толщин пленок, контролируе мых с достаточной точностью. Целью изобретения является повыше ние точности и расширение диапазона контроля. Поставленная цель достигается тем что согласно способу контроля толщины диэлектрической пленки в процессе напыления ее на свидетель, заключающемуся в том, что направляют светов поток на пленку, регистрируют величи ну интенсивности светового потока,, прошедшего через пленку и свидетель, по которой судят о толщине пленки определяют уровень интенсивноети, не пропорциональный толщине пленки, и п ремещают скачкообразно свидетель при достижении этого уровня в плоскости перпендикулярной направлению напьте ния. На чертеже изображена принципиальная схема устройства, иллюстрирующая способ контроля толщины диэлектрической пленки в процессе напыления ее на свидетель. Устройство содержит источник 1 света, маску 2,, фотоприемник 3 и измерительный прибор 4 о Индексом 5 обозначен прозрачный свидетель, на который наносят пленку 6. Способ осуществляется следующим образом. Падающий световой поток от источника света проходит через напыляемую из потока 7 плёнку 6 и прозрачный свидетель 5. Далее он попадает на фотоприемник 3, сигнал с которого подается на измерительный прибор 4. По достижении заданного показания прибора 4, соответствующего концу области линейной зависимости интенсивности от толщины, свидетель 5 скачкообразно перемещают в направлении, указанном стрелкой 8, так, чтобы напьи1ение производилось на прозрачный участок свидетеля 5. Площадь напыляемой на свидетель 5 пленки 6 ограничивается маской 2. Перемещение свидетеля 5 производится каждый раз по достижении уровня интенсивности проходящего через него света, не пропорционального толщине пленки 6. Этот уровень интенсивности определяется для каждого диэлектрика Экспериментально и является постоянной величиной. Скачкообразное перемещение это дискретное перемещение с большой скоростью за определенный промежуток времени (в рассматриваемом случае - за 1/2 с). Для случая постоянно растущей плени 6 это значит, что скачкообразное еремещение свидетеля 5 производитя в точке перехода кривой зависимоси интенсивности проходящего через видетель 5 света от толщины с лиейного участка на нелинейный. Величина перемещения (шаг свидетея 5) определяется диаметром отверсия в маске и должна быть на 0,5 мм ольше его, чтобы при очередном цикле змерения не происходило напыление онтролируемой по толпщне пленки на анее запьшенную поверхность, а олько на чистую поверхность прозрачого свидетеля 5.

310

Точность предлагаемого способа является величиной постоянной во всем диапазоне контролируемых величин, составляет 5-7%, так как диапазон контролируемых толщин разбит на N поддиапазонов с линейным законом изменения интенсивности проходящего света от толщины.

Предлагаемый способ обеспечивает контроль толщин без ограничения верхнего предела и определяется соотношением

J

где D - верхняя граница толщины;

N - количество поддиапазонов с линейными участками, зависимости проходящего света от толщины, на которые разделена требуемая толщина пленки, равное количеству дискретных скачкообразных перемещений свидетеля,

cJ - разность верхней и нижней границы толщины пленки в выбранном поддиапазоне, в котором существует линейная зависимость между интенсивностью проходящего света и ТОЛ1ЦИНОЙ пленки (величина постоянная для каждого конкретного материала) .

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЛЕНКИ В ПРОЦЕССЕ НАПЫЛЕНИЯ ЕЕ НА СВВДЕТЕЛЬ, заключающийся в том, что, направляют световой поток на пленку, регистрируют величину интенсивности спетового потока, прошедшего через пленку и свидетель, по.которой судят о толщине пленки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона контроля, определяют уровень интенсивности, не пропорциональный толщине пленки, и перемещают скачкообразно свидетель при достижении этого уровня в плоскости, перпендикулярной направлению напып.ения. . (Л