Устройство контроля чистоты поверхности подложек Советский патент 1992 года по МПК G01N21/88 

Изобретение относится к микроэлектронике, а конкретно к производству интегральных микросхем на пассивных и активных подложках.

Известно устройство для измерения чистоты поверхности подложек, содержащее стальной шарик-зонд, жестко закрепленный на тяге электромагнита и опирающийся на исследуемую поверхность подложки. Катушка электромагнита подключена к источнику тока через регулирующий резистор. Устройство позволяет измерять силу трения покоя, возникающую при сдвиге шарика- зонда по исследуемой поверхности. Степень загрязнения поверхности подложки определяется по формуле

Ртр ,

где FTp - сила трения;

Р - сила нормального давления; (л н - коэффициент трения, зависящий от концентрации атомов примесей, адсорбированных поверхностью подложек.

К недостаткам этого метода относятся необходимость стабилизации свойств поверхности шарика-зонда перед каждым измерением, для чего его каждый раз отжигают в течение 2 ч при 500°С и необходимость фиксации момента трогания шарика с прецизионной точностью, так как невыполнение этого условия приводит к невоспроизводимости результатов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором судят о чистоте поверхности по значению краевого угла смачивания, содержащее источник света, излучающий параллельный, равномерный световой поток, матовый экран, установленный на некотором расстоянии от источника света, и дозатор рабочей жидкости. Исследуемая поверхность оптически прозрачного тела установлена между источником света и экраном параллельно матовому экрану и перпендикулярно световому потоку.

Капля жидкости, наносимая на исследуемую поверхность с помощью дозатора раXI

Ј

о

ы ю

бочей жидкости, формирует на матовом экране теневое и преломленное изображение. Измерив диаметры изображений, можно вычислить краевой угол.

Недостатком устройства является необходимость вручную измерять диаметры теневого и преломленного изображений капли жидкости, полученного на матовом экране после нанесения капли жидкости на исследуемую поверхность.

При значениях краевого угла смачивания 0 5° измерение диаметров становится затруднительным, поскольку разница диаметров теневого и преломленного изображений становится трудно различимой.

Цель изобретения - упрощение контроля чистоты поверхности подложек и повышение точности измерений степени чистоты поверхности подложек при значениях краевого угла смачивания 5°.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве контроля чистоты поверхности подложек, содержащем источник света, дозатор капель рабочей жидкости и регистрирующее устройство, последнее выполнено в виде фотодиода, подключенного к пиковому вольтметру через дифференцирующую цепь и установленного по ходу отраженного от капли рабочей жидкости светового потока.

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля очистки поверхности подложек.

Устройство состоит из источника 1 света, конденсора 2, дозатора 3 капель рабочей жидкости, фотодиода 4, установленного таким образом, чтобы на него попадал световой поток, отраженный от исследуемого участка поверхности подложки 9, направляющей иглы 5 дозатора капель жидкости, дифференцирующей цепи 6 с усилителем, пикового вольтметра 7, светонепроницаемой камеры 8, источника 10 питания.

Устройство контроля частоты поверхности работает следующим образом.

Поверхность исследуемой подложки 9 освещается равномерным световым потоком от источника 1 света через конденсатор 2. Часть светового потока отражается от исследуемого участка поверхности подложки 9 и попадает на фотодиод 4. С помощью

дозатора 3 на исследуемый участок поверхности подложки наносится капля 11 жидкости фиксированного объема. Интенсивность отраженного светового потока по мере растекания капли жидкости по исследуемому

участку поверхности подложки изменяется. Изменение светового потока регистрируется фотодиодом, на выходе которого формируется импульс тока. Параметры имспульса тока определяются динамикой процесса

взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела. Импульс тока поступает на дифференцирующую цепь 6. С выхода дифференцирующей цепи импульс тока, амплитуда которого пропорциональна скорости

изменения светового потока, усиливается и поступает на вход пикового детектора. Амплитудное значение импульса тока, измеренное пиковым детектором, позволяет судить о чистоте поверхности подложки: чем больше значение амплитуды импульса, что соответствует более высокой скорости изменения светового потока и скорости растекания жидкости по поверхности подложки, чем чище поверхность подложки.

Питание источника света, усилителя дифференциальной цепи, пикового вольтметра обеспечивается источником 10 питания.

Формула изобретения Устройство контроля чистоты поверхности подложек, содержащее источник света, дозатор капель рабочей жидкости и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с целью упрощения контроля и повышения точности измерения при значениях краевого угла смачивания 5°, регистрирующее устройство выполнено в виде фотодиода, подключенного к пиковому вольтметру через дифференцирующую цепь и установленного по ходу отраженного от капли рабочей жидкости светового потока.

-

Использование: в производстве интегральных микросхем на пассивных и активных подложках. Сущность изобретения: устройство содержит дозатор капель рабочей жидкости, источник света, фотодиод, регистрирующий отраженный от исследуемой поверхности световой поток и подключенный к пиковому вольтметру через дифференцирующую цепь. 1 ил.

V «5 sFir

/

.

РГ 7Г 1Г 5Г-/Г-Х Х X X|

4 У

X

1

.1