Устройство для контроля толжины проводящих пленок Советский патент 1978 года по МПК G01B7/06 

И, а второй выход - к второму входу второй схемы И, схемой задержки, вход которой подключен к второй схеме сравнения, выход - к входу второго счетчика, а выход схемы запуска соединен со входами генератора сигналов, вторым входом триггера и вторым входом испопнительного . На фиг,. 1 дана структурная схема описываемого устройства, на фиг, 2 - график зависимости удельного сопротивления на квадрат контролируемой пленки от толщины где а область точного контроля; f - область грубого контроля} 5 - конечная толщина контролируемой пленки;. .AS«« критическое значение толщины плен j5j,- иогрещность контроля сопротивления ппешш} Кл погрешность контроле толщины пле кя в области О| точного контроля; S-j погрешность контроля толщины плен ки в области , (Г грубого контроля; S5 - толщина напыляемой пленки, контро лируемой известным способом в области точного контроля; ff-$&- целое число, коэффициент кратности участка 71 удельное сопротивление напыляемой пленки на квадрат; 5 - толщина пленки; Устройство содеряшт генератор 1 сиг- вапов, для выдачи тестового сигнала. Датчик 2, преобразующий тестовый сигнал, блок 3 выработки опорного сигнала для установки опорного сигнала, соответствун щего заданной толщине контролируемой пле ки, первую схему 4 сравнения .для сравнени сигнала с датчика, несущего информацию о текущей толщине пленки с опорным сигна ЛОМ и исполнительный блок 5 для включ&ния и выключения процесса напыления пле ки, причем выход генератора 1 подключен к входам датчика 2 и блока 3 а два входа первой схемы 4 сравнения подключены к выходам соответственно датчика 2 и блока 3 . Устройство содержит также схему 6 запуска,, для выработки сигнала включения устройства; генератор 7 тактовых импульсо вырабатывающий тактовые импульсы для иэ мереная времени напыления,- триггер 8, пре назначенный для коммутаций5,при этом выхо схемы 6 подключен к входам генератора 1, генератора 7, IK входу триггера 8 и о ному из входов исполнительного блока 5J первую и вторую cxeiv bi И 9 и 10, преднаэ иаченные для коммутации и управляемые соответственно первым и втфым выходами триггера вторые входы схем И 9 и 10 под ключены к выходу 1 нератора 7} первый и , торой счетчики 11 и 12, причем первый четчик 11 предназначен для измерения вреени напыления в области точного контроля Ai I а второй счетчик 12 для измерения ремени напыления, равного по величине Л и обладающего возможность обнуления (фиг, 2), входы первого и второго счетчиков 11 и 12 подключены соответственно к вььходам первой и второй схем И 9 и 10; вторую схему 13 сравнения,предназначенную для сравнения кодов первого и второго счетчиков 11 и 12, два входа которой подключены к выходам разрядов первого и второго счетчиков Ни 12; схему 14 задержки , задерживающую сигнал с выхода второй схемы 13, предупреждающую.сбой второго счетчика 12 и включенную между выходом второй схемы 13 и входом обнуления вт-орого счетчика 12; и счетчик 15 циклов, имеющий переменный коэф фициент пересчета Ы предназначен вый для подсчета N отрезков времени ЛЬ (фиг, 2), После Н переключений счетчик 15 выдает , сигнал об окончании процесса напыления на второй вход блока 5, Контроль с помощью известных блоков путем непосредственного измерения сопроти леиия напыляемой пленки осуществляется до толщины Л5 (фиг, 2), причем эта величина должна быть кратна конечной толщине напыляемой пленки, т,е. 5ц Ы А S (фиг. 2). Схема 6 запуска выдает сигнал для вклю чения генератора 1 и генератора на опрокнн дывание триггера 8 в исходное положение и включения исполнительного блока 5, Генератор сигналов подает тестовый сигнал на дйтчик 2 и блок 3, уставки которого выдают опорный сигнал, соответствующий конечному ct противлению пленки толщиной А S , Датчик 2 преобразует тестовый сигнал в сигнал, пропорциональный сопротивлению контролируемой пленки. Сигйалы с выхода блока 3 и датчика 2 подаются на два входа первой схемы 4 сравнения. За это время сигнал с выхода .первого плеча триггера 8, установленного в исходное положение, открыл первую схему И 9 и импульсы с генератора 7 подаются на первый счетчик 11, а сипнал с выхода второго плеча триггера 8 закрьш вторую схему И 10. В тот момент, когда сигналы с блока 3 и датчика 2 сра&няются, т.е. толщина контролируемой пленгки достигнет значения и. в , первая 4 сравнения выдает сигнал на вход первого плеча триггера 8 и тем самым триггер перекинется в другое устойчивое положение. При этом положении триггера 8 сиг нал с его первого плеча запирает первую сх&му И 9 и открывает вторую схему И 10. В первом счетчике 11 записывается число импульсов, пропорциональное времени напьшеПИЯ пленки до толшины AS , причем точность контроля этой толщины достаточно высока. При дальнейшем увеличении толшины точность контроля резко падает, поэтому далее устройство переходит в режим экстраполяции, так , как считается, что плотность паров в процессе напыления постоянна и скорость напыления также постоянна.

При открытии второй схемы И 10 импульсы с генератора 7 подаются на второй Q счетчик 12. В тот момент, когда числа импульсов на счетчиках 11 и 12 cpaaHsnoi ся, вторая схема сравнения выдает импульс, который записывается в счетчике 15 циклов и поступает на линию 14, которая за- j держивает этот импульс на некоторое время, чтобы избежать сбоя, и с выхода схемы 14 импульс обнулит второй счетчик 12, Пооле чего во второй счетчик 12 вновь записываются импульсы с генератора тактовых им 20 пульсов 7. Такой процесс ликлически повт ряется Ц раз, где М | а Sj конечная толщина пленки, которая и является коэффициентом пересчета счетчика 15, В счетчике циклов предусмотрено изменение 25 коэффициента пересчета для различных толщин контролируемой пленки 5 Пооле записи N -го импульса в счетчик 15 На его выходе поязитсч импульс, котфый подается на исполнительный блок 5 для30 прекращения процесса напыления,.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет контролировать пленки широкого диапазона толщин с достаточно высокой точностью. Если S 0,05 мкм, то предлагав- 35 мое устройство позр.оляет контролировать пленки толщиной до 10 мкм,

Предлагаемое устройство позволяет сократить время напьшения пленки, снизить расход материалов, а также получать пленки 40 с заданной электропроводн остью или заданн

ной толишной. Так как точность контроля при этом будет высокой, то появляе1х;я nixtможность получать пленочные резисторы и конденсаторы более высокой точности, что увеличивает процент выхода годных изделий.

Формула изобретения

Устройство для контроля толщины проводящих пленок, содержащее генератор сиг налов, датчик, блок выработки опорного сигнала, первую схему сравнения и исполнительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено последовательно соединенщ 1ми схемой запуска, генератором тактовых им пульсов, первой схемой И, первым счетчиком, второй схемой сравнения, счетчиком циклов, выход которого подключен к испс№нительному блоку, последовательно соедине ными второй схемой И, вторым счетчиком, вход которых подключен к генератору тактовых импульсов, а выход - к второй схеме сравнения, триггером, первый вход которого подключен к первой схеме сравнения, первый выход - второму входу первой схемы И, а второй выход - ко второму входу второй схемы И, схемой айяеря ки, вход которой подключен к второй схеме сравнения, выход - к входу второхо счетчика а выход схемы запуска соединен со входами генератора сигналов, вторым входом триггера и вторым входом Исполнительного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство № 322729, кл. Q01 R 27/00, 1970.

2.Авторское свидетельство № 359504, кл. Q01 В 7/О6, 1972,