Способ определения толщины проводящих пленок и устройство для его осуществления

,.80102 5 А 3(59 801 В 7 06ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСНОМУ. СВНВВТЬЪСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21 ) 3410191/25-28(71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им.Ленинскогокомсомола(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОВОДЯЩИХ ПЛЕНОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО . ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1. способ определения толщины проводящих пленок в процессе их напыления, заключающийся в том, что направляют поток напыляемого материала , на рабочие подложки и образец - "свидетель" и измеряют сопротивление напыляемой пленки на образце - фсвидетелеф, о т л и ч а ю щ и й с я ;тем, что, с целью повьюдения точности определения толщины, периодически перекрывают поток напыляемого мате,риала над образцом - "свидетелем" в течение интервала времени, состав-ляющего 80-90 от общего времени Е ,напыления.1027506 2. Устройство для,осуществления способа по п. 1, содержащее размещенный в корпусе подпожкодержатель для установки на нем рабочих подложек и образца-"свидетеляф и подключенный к образцу-фсвидетелюф блок измерения сопротивления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повывения точности определения толцины и увеличения долговечности, оно снабжено закрепленной на подложИзобретение относится к толщинометрии и может быть использовано в частности, в технологии производства изделий тонкопленочной микроэлектроники для определения толщины 5 проводящихпленок в процессе их напыления.Известны способ и устройство дпя определения толщины проводящих пленок в процессе напыления по величине их электрического сопротовления. Способ заключается в напылении пленки на образец-фсвидетельф, размещенный в вакуумной камере вместе с рабочиве подложками, и измерении его сопротивления, по величине которого с помощью градуировочных кривых определяют толщину напиленной пленки.,Устройство для реализации указанного способа содвржит образец-фсвидетельф, выполненный в виде диэлектри ческой подложки с предварительно нанесенными на нее контактными токо- отводами, которая размещена вместе с рабочими .подложками на общем непод вижном полкодержателе в вакуумной камере. Над образцом-"свидетелем" может .быть раэмецена маска, с помо" щью которой.задается длина и ширина наносимой на него пленки 113.30Недостатком известного способа и устройства является невысокая точ-. . ность определения толцины низкоомных йлеиок, например, из золота, меди, алюминия и т.п. вследствие малой З 5 величины их удельного сопротивления и влияния переходного сопротивления контактных токоотводов. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения толщины 40 проводящих пленок в процессе их напыления, заключающийся в том, что направляют поток напыляемого материала на рабочие подложки и обра-зец-"свидетельсв, снабженный маской, 45 и. измеряют сопротивление напыпяемой пленки на образце-"свидетелеф. кодержателе над образцом- фсвидетелемфс воэможностью вращения вокруг своейоси зубчатой заслонкой с секторнымвырезом и периодически взаимодействующими с нею упругим Фиксатором,закрепленным на подложкодержателе,и водилам, закрепленным на корпусе,а подложкодержатель установлен своэможностью вращения вокруг своейоси в противоположном относительнозубчатой заслонки направлении. Устройство для определения толщины проводящих пленок в процессе их напыления содержит размещенный в корпусе неподвижный подложкодержатель для установки на нем рабочих подложек и образца-"свидетеля", снабженного маской, имеющей прорези сложной Формы, и подключенный к образцу-"свидетели" блок измерения сопротивления 23 С помощью маски на образец-"свидетель" наносится пленочное покрытие достаточно большой длины и малой ширины, имеющее благодаря этому высокое сопротивление, что позволяет исполь-зовать такое устройство для измерения толщины низкоомных пленок,Однако и в этом случае точность определения толщины при использовании известного способа и устройства недостаточна вследствие наличия небольшого нестабильного зазора между датчиком и маской, Изменения величины этого зазора приводят к различному рассеянию паров и, следа. вательно, к изменению ширины напыляемого пленочного покрытия.Кроме того, устройство имеет низкую долговечность из-эа деФормаций и механического износа сменных масок .Цель изобретения - повышение точности бпределения толцины проводяцих пленок в процессе их напыления и увеличение долговечности используемого для этого устройства. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения толщины проводящих пленок в про. цессе их напыления, заключающемся в том, что направляют поток напыляемого материала на рабочие подложки и образец-"свидетель".,и измеряют сопротивление напыляемой пленки на образце-"свидетеле", периодически перекрывают поток напйляемогь материала над образцом-"свидетелем" в течение ин1027506 ВНИИПИ Эакаэ 4720/43 Тираж б 02 Подписное филиал ППП "Патентф, г.ужгород,ул.Проектная,4 терзала времени, составляющего 80-90 от общего времени напыления.Устройство для определения толщины проводящих пленок в процессе их напыления, содержащее размещенный в корпусе подложкодержатель для уста новки на нем рабочих подложек и образца-"свидетеляф и подключенный к образцу-"свидетелю" блок измерения сопротивления, снабжено закрепленной,. на полкодержателе над образцом-"сви- О детелемф с возможностью вращения вокруг своей оси зубчатой заслонкой с секторным вырезом и периодически взаимодействующими с нею упругим Фиксатором, закрепленным на подложкодер жателе, и водилом, закрепленным на корпусе, а подложкодержатель установлен с воэможностью вращения вокруг .своей оси в противоположном относительно зубчатой заслонки направлении.На чертеже схематически представлено устройство, осуществляющее предлагаемый способ. Устройство для определения, толщины;проводящих пленок в процессе их напыления содержит подложкодержатель 1,например, карусельного типа с осью 2вращения. На подложкодержателе 1установлена на Фиксированном расстоянии от него с воэможностью вращениявокруг своей оси 3 зубчатая заслонка 4, имеющая секторный вырез 5.Под заслонкой 4 размещен образецфсвидетель 1 б с контактными токоотводами 7, подключеннЫми к блоку измерения сопротивления (не показан).С зубчатой заслонкой 4 периодическивзаимодействуют либо водило 8, упругозакрепленное на корпусе 9, либо упругий фиксатор 10, закрепленный на 4 Оподложкодержателе 1,Способ. определения толщины проводящих пленок в процессе их напыленияосуществляется с помощью предлагаемого устройства следующим образом. 45Направляют поток напыляемого материала на рабочие подложки (не показаны) и на образец-"свидетель" 6,которые установлены на общем подложкодержателе 1, приводимом во вращениевокруг оси 2. При приближении краяподпожкодержателя 1, на котором установлен образец-"свидетель" б и заслонка 4, к водилу 8 последнее вступаетв зацепление с зубцами заслонки 4,.обеспечивая ее поворот вокруг своейоси 3 вращения в направлении, противоположйом направлению вращенияподложкодержателя 1. При этом упругий Фиксатор 10 ие препятствует повороту заслонки, пока она находитсяв зацеплении с водилом 8. Как толькопоследние выходят из зацепления,упругий фиксатор 10 стопорит заслонку 4 и не позволяет ей далее вращаться по инерции. При каждом полномповороте подложкодержателя 1 на 360 фводило 8 проворачивает заслонку 4 на некоторый заранее заданный определенный угол, благодаря чему эаслонна 4 делает один полный оборот вокругсвоей оси 3 за определенное числооборотов подложкодержателя 1. В реэультате этого секторный вырез 5 находится над образцом-фсвидетелемф втечение интервала времени; составляющего очень малую часть от временинапыления пленки на рабочие подложки, пропуская на него напыляемый ма.териал. Благодая периодическомуперекрытию потока иапыпяемого материала нзд образцом-фсвидетелемф в течение интервала времени, составляющегозначительную часть, например 80-90,от общего времени напыления, иа негонапыляется пленка значительно меньшейтолщины, чем на раббчие подложки.Вследствие этого пленка иа образце"свидетеле" имеет более высокое сопротивление, чем на рабочих подложках,что позволяет измерять его с болеевысокой точностью,По величине сопротивления пленкина образце-фсвидетелеф определяюттолщину пленки на рабочих подложкахлибо с помощью расчетных формул, либос помощью градуировочных кривых дляконкретного напыпяемого материала.Использование предлагаемого способа и устройства для определениятолщины проводящих пленок в процессеих Напыления обеспечивает более высокую точность измерения эа счет жесткой фиксации зазора между заслонкой иобразцом-фсвидетелем" на подложкодержателе,Кроме того , обеспечивается болеввысокая долговечность устройства дляосуществления предлагаемого .способа,так как, время наработки на износзубьев заслонки, фиксатора и водилазначительно больше времени наработкина износ одной сменной маски дпяобразца-"свидетеля" в известных способах и устройствах. Кроме того, уменьшается трудоемкость изготовления изделий микроэлект- роники, так как отпадает необходимость в изготовлении специальных сменных масок с прорезями сложной формы для образца-"свидетеля".