Устройство для определения величины внутреннего трения дисков Советский патент 1993 года по МПК G01N19/08 G01N3/32 

Изобретение относится к области микрорадиоэлектроники, в частности, производству интегральных схем и их неразрушающему пооперационному контролю.

Цель изобретения состоит в увеличении точности и снижении трудоемкости испытаний путем выполнения дифференциальных измерений на разных частотах при возможности экспрессной замены дисковых образцов.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит образец (диск) 1, емкостный датчик возбуждения и приема колебаний 2, корпус 3 держателя образцов, пружинный зажим 4 с конусным наконечником, точечную электропроводящую опору 5. Образец зажат между зажимом 4 и опорой 5 и через опору и корпус заземлен. Высокочастотный сигнал, возбуждающий колебания диска, подается на емкостной датчик возбуждения и приема колебаний 2 от генератора ГЗ-4А. Анализ возбужденных в диске упругих колебаний производится с помощью приборов: измерителя девиации частоты СКЗ-46, частотомера 43-54 и осцил- .лографа С1-74.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотный сигнал от генератора ГЗ-4А подается на датчик возбуждения 2 и исследуемый диск 1. возбуждая в нем при совпадении его частоты с собственной частотой колебаний диска резонансные упругие собственные колебания. При этом изменяется являющаяся частью емкости колебательного контура емкость конденсатора, в качестве одной из обкладок которого используется диск, а второй - датчик возбуждения и приема колебаний. Модулированное колебаниями диска напряжение генератора поступает на измеритель девиации частоты СКЗ-46, а затем на усилитель, где происходит выделение и усиление низкочастотной составляющей сигнала. Далее с помощью частотомера 43-54 осциллографа С1-74 и дискриминатора, пропускающего сигнал в заданном интервале амплитуд, определяются частота собственных колебаний диска и логарифмические декременты затухания. Вакуумирование корпуса осуществляется до давлений не хуже торр, так как уже при таком давлении отсутствует зависимость декремента затухания от степени разрежения.

Экспериментальная проверка заявляемого устройства показала, что она обеспечивает высокую точность при бесконтактном, экспрессном определении величин внутреннего трения в полупроводниковых дисках. На одно измерение с помощью

заявляемого устройства тратилось 2-3 мин при работе одного лаборанта. Например, на одном из дисков кремния диаметром 60 мм на первой гармонике (частота 832 ± 1 Гц) величины декремента затухания составила

(6,0 ±0.3) , а на второй (частота 2069 ± 1 Гц) - (2,1 ± 0,1) . Разность декрементов затухания составила 3,9 10 и была обусловлена наличием в образце ростовых дислокаций с плотностью около 2 10 см .

Таким образом, использование заявляемого изобретения позволяет измерить величину внутреннего трения кремниевых дисков с точностью примерно в 100 раз большей, чем это до сих пор вообще представлялось возможным. Такая точность и является необходимой для выполнения производственного контроля влияния различных физических факторов на заготовки изделий микроэлектроники.

Формула изобретения

Устройство для определения величины внутреннего трения дисков, содержащее систему электростатического возбуждения и - приема упругих колебаний исследуемого

диска и держатель диска, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости испытаний, держатель выполнен в видесоосно установленных точечной электропроводящей опоры и пружинного зажима с конусным наконечником, служащего для поджатия диска к опоре в его центре.

Назначение: неразрушающий контроль дисков, например кремниевых, методом внутреннего трения. Сущность изобретения: в устройстве для определения внутреннего трения, содержащем систему электростатического возбуждения и приема упругих колебаний диска (1), последний закрепляется в центре с помощью точечной электропроводящей опоры (5) и пружинного зажима (4) с конусным наконечником, поджимающего диск к опоре. Такое закрепление обеспечивает возможность перехода с одной частоты возбуждения на другую на низших соседних гармониках без изменения места закрепления и исключение приборных потерь. 1 ил.