УСТРОЙСТВО ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ, НАПЫЛЯЕМЫХ В ВАКУУМЕ Советский патент 1972 года по МПК G01B11/06 

Изобретение относится к устройствам для измерения толщин диэлектрических покрытий, «аиыляемых в вакууме, и может быть использовано в микроэлектронике и оптике лри изготовлении микросхем и просветлении линз соответственно.

Известные устройства фотометрического контроля параметров диэлектрических покрытий, напыляемых в вакууме, содержащие источник света с конденсором, модулятор, коллимирующую систему, фотометрическую систему регистрации отраженного от покрытия излучения в двух интервалах длин волн, и блок сравнения напряжений с индикатором, имеют недостаточную точность контроля толщины и электрО|физич1еских свойств покрытия.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что позади коллимирующей системы размещен обьектив, задний фокус которого совмещен с передней поверхностью покрытия, между выходом блока сравнения напряжений и входом индикатора о интегрирующей цепочкой включен синхронный детектор, управляемый датчиком опорных напряжений, задаваемых указанным модулятором, выход которого соединен с устройством регистрации средней скорости напыления.

Устройство содержит источник / света с конденсором 2 и объективом 3 и механический модулятор 4, помещенный между конденсором 2 и объективом 5 за пределами камеры нанесения покрытий. Устройство содержит также расположенный на одной из стеноккамеры застекленный иллюминатор 5 с непрозрачной пластинчатой диафрагмой 6, расположенной перпендикулярно плоскости иллюминатора, на

которой закреплено поворотное зеркало 7. Это зеркало оптически связано со светоделительным элементом 8, расположенным вне камеры нанесения покрытия и зеркалами 9 и 10, образующими вместе с объективом 3 коллимациониую систему и длиннофокусный объектив 11, задняя фокальная плоскость которого совмещена с передней плоскостью покрытия 12, находящегося в камере нанесения. Кроме того светоделительный элемент 8 оптически

связан с размещенными по разные стороны от него интерференционными фильтрами 13, 14, фокусирующими линзами 15, 16 и фотоприемниками 17, 18, расположенными вне камеры нанесения. Выходы фотоприемников 17, 18 подключены к входам блока 19 сравнения напряжения, выход которого подключен к входу синхронного детектора 20. Синхронный детектор 20 своим вы.ходом связан с входом дополнительного фотоприемника

лирующего диска 4 и оптически связанного с дополнительным источником 22 света, расположенным по другуЮ сторону модулирующего диска. Кроме того, выход синхронного детектора соединен со входом -блока 23 индикации с интегрирующей цепочкой, выход которого подключен ко входу измерителя 24 средней скорости нанесения покрытия.

Устройство работает следующим образом. Луч света от .источника / проходит через конденсор 2 и объектив 3, модулирующий диск 4, иллюминатор 5, поворотные зеркала 9, 10, длиннофокусный объектив 11 и попадает на контролируемое покрытие 12. Отразившись от контролируемого покрытия, находящегося в фокусе объектива 11, луч света проходит через упомянутый объектив, поворотные зеркала 9, 10 и, пройдя через иллюминатор, попадает на поворотпое зеркало 7, закреплеииое на пластинчатой диафрагме 6. Зеркало направляет отраженный луч па светоделительный элемент 8, который пропускает 50% света на интерференционный фильтр 13, а 50% отража.ет на интерференционный фильтр 14. Пройдя интерференционные фильтры, разделенные лучи линзами 15 и 16 фокусируются на фотоприемниках 17 и 18, сигнал с которых подается на блок 19 сравнения напряжений.

В процессе нанесения пленки существуют такие оптические толщины, при которых электричеокий сигнал датчика равен нулю.

Для более точной регистрации оптических толщин, при которых разностный сигнал равен нулю, в предлагаемом устройстве предусмотрен синхронный детектор 20, соединенный одним входом с выходом блока 19 сравнения напряжений, & другим - с выходом датчика 21 опорных напряжений (например, фотодиода), расположенного по одну сторону модулирующего диска, а по другую его сторону расположен дополнительный источник 22 света.

Благодаря- синхронному детектированию, изменение фазы сигнала, наблюдаемое при прохождении экстремальных значений отражения (пропускания) покрытия, переходит в изменение полярности, что используется далее в индикаторе 23 с интегрирующей цепочкой, соединенном своим входом с выходом синхронного детектора.

Сохранение однородности структуры покрытия, а следовательно, и ее физичеоких и электрофизических свойств, в описываемом устройстве контролируется индикатором 24 контроля средней скорости нанесения покрытия, управляемым сигналами с индикатора 23 при каждом прохождении экстремума отражения (пропускания) покрытия. Индикация экстремальных значений осуществляется, например, при помощи декатронных ламп, а средней скорости, например, при помощи микроамперметра. Индикатор 23 вырабатывает также сигнал, подаваемый на исполнительный элемент (например, заслонку), прекращающий процесс нанесения покрытия при достижении им заданной толщины.

Предмет изобретения

Устройство фотометрического контроля параметров диэлекцрических покрытий, напыляемых в вакууме, содержащее источник света с конденсором, модулятор, коллимирующую систему, фотоэлектрическую систему регистрации отраженного от покрытия излучения в двух интервалах длин волн и блок сравнения напряжений с индикатором, отличающееся там, что, с целью увеличения точности Контроля толщины и электрофизических свойств покрытия, позади коллимирующей системы размещен объектив, задний фокус которого совмещен с передней поверхностью покрытия, между выходом блока сравнения напряжений и входом индикатора с интегрирующей цепочкой включен синхронный детектор, управляемый датчиком опорных напряжений, задаваемых указанным модулятором, выход которого соединен с индикатором средней скорости напыления.

/7

232it

/J /5

19