Устройство для контроля толщиныНАпыляЕМыХ плЕНОК Советский патент 1981 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины пленок из резистивного материала в процессе напыления. Известен прибор для контроля толщины напыляемой пленки, содержащий устройство, подводящее напряжение сигнала к напыляемому слою. Результи рующий ток через слой измеряется посредством последовательно включенного резистора с помощью дифференциального усилителя 1. Однако для хорсяио проводящего слоя этот ток, ограниченный резистором, начиная с некоторой величины характеризуницей сплошность слоя, бу дет слабо зависеть от толщины слоя, что значительно ухудшает чувствител ность прибора и уменьшает диапазон контролируелвлх толщин для пленок с низким удельным сопротивлением. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство дли контроля толщины на пыляемых пленок, содержащее свидете в виде прозрачного вращающегося дис ка с напыляемой пленкой, маску с от верстием, расположенную на определе ном расстоянии от свидетеля, и преобразователь толщишл напыляемой пленки в оптический, а затем в электрический сигнал. В этом устройстве повышение чувствительности контроля обеспечивается регулированием толщины пленки на свидетеле в процессе напыления таким образом, что пленка остается прозрачной до конца напыления 2. Однако применение прозрачной вращающейся подложки является существенным ограничением этого устройства изза сложности его кинег4атической части, причем точность контроля с помощью такого свидетеля может ухудшиться при применении подложки, отличгио щейся от рабочей по структурным и адгезионным свойствам поверхности. Цель изобретения - измерение толщины электропроводной пленки на непрозрачной подложке. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для контроля тотадины напШ1яе{Фос пленок маска снабжена по крайней мере одним дополнительньам от верстием, отверстия расположены вдоль оси свидетеля на заданном рас стоянии одно от другого, а преобразователь толщины пленки в электри ческий сигнал выполнен в виде двух электродов, установленных на оси сви детеля и подключенных к измерителю электрического сопротивления. При этом свидетель содержит диэлектрическую непрозрачную подложку. Свиде тель может быть выполнен как на диэлектрической подложке, так и в соч тании с высокоомной резистивной пле кой между электродами для выбора диапазона измеряемого сопротивления свидетеля. На чертеже изображено устройство для контроля толщины напыляемых пле нок на основе свидетеля на диэлектрической непрозрачной подложке. На поверхности свидетелея 1 на основе подложки 2 из ситалла на некотором расстоянии друг от друга нанесены пленочные металлические электроды 3, соединенные через выводы 4 с измерителем 5 электрическо го сопротивления. Над поверхностью свидетеля 1 на расстоянии h установ лена металлическая маска 6 с расположенными вдоль оси свидетеля отверстиями 7. Маска фиксирована на подложке 2 с помощью опорных прокладок 8 и пружинных зажимов 9. На межэлектродную зону 10 на участках 11, находящихся под отверстиями 7 маски б,. напылен толстый слой 12 пленки, а на участках 13, закрытых маской 6 - тонкий слой 14 бокового пЪдпыла под маску. Устройство работает следующим об разом. При напылении проводящей, например, алк иниевой пленки иа участках 11 зоны 10 образуется толстый (1 + 1,5 мкм) слой 12 из алюминия с высокой электропроводимостью, а на участках 13 в результате бокового подпыла образуется тонкий (0,5 + 0,1 мкм) слой 14 из алюминия профиль которого вдоль оси свидетел определяется удалением h маски 6 и расстоянием между отверстиями 7 масКи 6. Измерение электрического с противления свидетеля с напьшенной пленкой позволяет непрерывно контро лировать в течение времени напылени толщину пленки. При этом для обеспе чения сплошности напыленного слоя межэлектродной зоне 10 маску 6 уст навливают на большем расстоянии h если применяют маску имеющую большее расстояние 1 между отверстиями ля повторного использования свидееля достаточно удалить напыленный слой в селективном химическом травителе для материала пленки. Дополнительно в межэлектродной зоне 10 на поверхности свидетеля 1 может быть нанесена высокоомная резистивная пленка, например из тантала. В этом случае в процессе напыления сопротивления пленки на поверхиости свидетеля уменьшается из-за шунтирования пленки напыленным слоем, что позволяет по тарированным зависимостям сопротивления свидетеля от толщины напыленной пленки непрерывно контролировать в течение всего времени напыления толщину напыляемой пленки. Устройство позволяет производить измерения толщины электропроводной пленки на непрозрачной подложке, обеспечивает высокую точность контроля, так как позволяет выбрать наиболее удобный ; апазон измеряемого сопротивления свидетеля и величину градиента сопротивления относительно времени напыления. Формула изобретения Устройство для контроля толщины напыляемых пленок, содержащее свидетель, маску с отверстием, расположенную на определенней расстоянии от свидетеля, и преобразователь толщины пленки в электрический сигнал, о тлич ающее ся тем, что, с целью измерения толщины электропроводной пленки на непрозрачной подложке, маска снабжена по крайней мере одним дополнительным отверстием, отверстия распсшожены вдоль оси свидетеля на заданном расстоянии одно от другого, а преобразователь толщины пленки в электрический.сигнал выполнен в виде двух электродов, установленных на оси свих(етеля и подключенных к измерителю электрического сопротивления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент аОА 3781911, кл. G 01 R 27/02, кл, 324-65, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 358613, кл..G 01 В 11/06, 1973 (прототип).

&