Способ контроля толщины пленки в процессе нанесения Советский патент 1988 года по МПК G01B11/06 

QD 00

Од to

Изобретение относится к измерителной технике и может быть использован преимущественно при производстве мишеней электровакуумных приборов,, элементов тонкопленочных радиоэлектронных приборов и интегральных схем 1ТУ тем нанесения пленок

Цель изобретения - повьпиение точности процесса контроля и расширение диапазона контролируемых толщин пленок за счет устранения фоновых засветок и сохранения связи между напыляемыми толщинами и интенсивностью прошедшего через сетку светового потока.

На фиг.1-3 схематически показан способ контроля толщины гтенки согласно Изобретению,

Способ осуществляют следующим образом,

25

30

При проведении процесса напыления пленок в высоком вакууме., когда длина свободного пробега молекул значительно больше расстояния мелоду испарителем и подложкоЙ9 молекулы испаряемого вещества летят по прямьп линиям и запыляются только те поверх ности в зоне напыленi j которые не находятся в геометрической тени от испарителя. При напылении вещества при низком давлении газа (форвакуу1-1е);, когда длина свободного пробега меньше или близка к расстоянию между испарителем и подложкой, то запыляются 35 и поверхности2 находяшдеся в геометрической тени от испарителя При проведении процесса нанесени5 пленок из газовой фазыг Hanpm- Sep химическим осаждением из газовой фазы,, сравнительно равномерно запьшяются все поверхности в зоне анесенрш.

Часть лучей света светового потока 3 отралшется от поверхности

40

В - коэффициент отра:жения материала сетки или пленки; dg - толщина сетки на пленке

в плоскости, перпендику- лярной CBeToBONry потоку; Ig - ширина сечения нити сетки

в плоскости,5 перпендикулярной световом}, - по т оку 5 h - расстояние между нит;ят-2и., Для сетки 4, состоящей из ззаш-дао пересекающихся в одной плоскости рядов нитей, образ то-1цих квадратные ячейки, равенство остается справедливым при. возведен1-ш правой части формулы CD во степень.

При использовании сетки с нитями размеры сечения которых и расстояние между которыми близки к толгдинам наносимых пленок, интенсивность фоновой отражательной засветки 2oжeт возрастать с ростом отношения нитей к единице пл,ощади сетки.

При реализации изобретения с помощью одноканальной системы для контроля толщин гшенок используют интер- нитей сетки 4 с наносимым материалом 45 вал 1,0-1000 мкм, в котором лежит 5 и выходит параллельно свободно

большинство толщин пленок используемых в конструкциях электровакуумных приборов и других объектов изобретения.

прошедшему световому потоку 3. Интенсивность этой фоновой отражающей составляющей прошедшего через сетку 4 светово го потока 3 сильно зависит от структуры поверхности наносимых пленок, что может привести к усложнению связи между интенсивностью прошедшего светового потока и толшдной пленок.

Интенсивность этой отражающей составляющей можно точно рассчитать сум- мированием интегральных выражений сложного вида, учитываюшдх многократ™

ные отражения и отражения от ряда соседних нитей. Но эту величину можно оценить по формуле,, учитывающей наиболее существенньш вклад двухкратного отражения. Эта формула для сетки из люгейных параллельных и лежащих в одной плоскости нитей 1Ф1еет следующий вид

- A.n-B.()(h,-lg--d,-), где F

(1)

интенсивность исходного светового потока;

Д1 - интенсивность отраженной фоновой составляющей; А - коэффициент, учитывающий

форму и расположение нитей; п - отношение числа нитей к плоп ади сетки;

В - коэффициент отра:жения материала сетки или пленки; dg - толщина сетки на пленке

в плоскости, перпендику- лярной CBeToBONry потоку; Ig - ширина сечения нити сетки

в плоскости,5 перпендикулярной световом}, - по т оку 5 h - расстояние между нит;ят-2и., Для сетки 4, состоящей из ззаш-дао пересекающихся в одной плоскости рядов нитей, образ то-1цих квадратные ячейки, равенство остается справедливым при. возведен1-ш правой части формулы CD во степень.

При использовании сетки с нитями размеры сечения которых и расстояние между которыми близки к толгдинам наносимых пленок, интенсивность фоновой отражательной засветки 2oжeт возрастать с ростом отношения нитей к единице пл,ощади сетки.

При реализации изобретения с помощью одноканальной системы для контроля толщин гшенок используют интер- вал 1,0-1000 мкм, в котором лежит

большинство толщин пленок используемых в конструкциях электровакуумных приборов и других объектов изобретения.

Нагревом испарителя 6 с напьияе- мым материалом 5 получали поток напыляемого вещества 7 которьм падал под углом 45° на стеклянную подложку 8 и под углом 45 на сетку 4, образованную пересекаю1димися нитями и укрепленного в оправке (не показана). Сетку 4 и подложку 8 располагали над испарителем 6 и на равном

5

Ги 5() мм от оси исрасстоянии

парителя 6. Световой поток 3 направляли на сетку под углом 90° к плоскости сетки 4. Далее световой поток,прошедший через сетку 4, фокусировали с помощью линзы на фотоэлемент и измеряли его интенсивность (источник света, светофильтры и линзы не показаны).

При проведении процесса нанесения на нити сетки напыляется 1материал, свободная для прохождения светового потока площадь уменьшается, поэтому уменьшается интенсивность светового потока 3, падающего на фотоэлемент, по которой судят о толщине пленки на сетке ds и толщине

пленки на подложке dp. Формула изобретения

Способ контроля толщины пленки в процессе нанесения, заключающийся в

09862

том, что устанавливают в зоне контроля плоскую сетку, направляют на сетку световой поток с длиной волны для, которой материал пленки и сетки непрозрачен, регистрируют интенсивность светового .потока,прошедшего через сетку, а по величине интенсивности судят о толщине пленки, о т- личающийся тем что, с целью повьшгения точности процесса контроля и расширения диапазона контролируе10

мых толщин пленок, направленньт световой поток выбирают с длиной волны, для которой наносимый материал и материал сетки отражают не более 50% падающего света, а расстояние между нитями и размеры сечения нитей, образующих сетку, выбирают из интервала 0,1 - 1000 мкм, определяемого в соответствии с требуемой толщиной наносимых пленок.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля толщин пленок, наносимых в процессе напыления через сетки. Цель изобретения - повышение точности процесса контроля и расширение диапазона контролируемых толщин за счет устранения фоновых засветок. На устанавливаемьш в зоне напыления чувствительный элемент от источника света направляют световой поток. Световой поток получают в той области длин волн, в которой наносимый материал и материал сетки непрозрачны и отражают не более 50% падающего света, а расстояние между нитями и размеры сечения ниТей выбирают из интервала 0,1-1000 мкм и ближе к толщинам наносимых пленок. При проведении процесса нанесения на подложке . и на нитях сетки осаждаете нано.симый материал, свободная для прохождения светового потока площадь сечения сетки уменьшается, в соответствии с которой уменьшается интенсивность прошедшего через сетку светового потока, по которой судят о толщине пленки, для чего световой поток должен составлять некоторый угол с гоюскостыо сетки или фрагмента сетки. 3 -ил. (Л

фа8.1