Способ определения чистоты поверхности подложки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 О 01 И 13/02 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ЕНИЯ К АВТОРСКО В ИДЕТЕЛ ЬСТВУ нныи институ паков во СССР , 1975. во СССР02, 1985,ПИСАНИЕ ИЗ 21) 4788207/2522) 05.02.9046) 30.12.92. Бюл. М 4871) Самарский авиациоим.акад.С.П. Королева72) А.В. Волков и А.И. Кол56) Авторское свидетельстЬЬ 548788, кл. 0 01 й 13/02Авторское свидетельстМ 1260752, кл. 0 01 М 13/ 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСТОТЬПОвн хНОСТИ псдложки Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использован в микроэлектронике при производстве интегральных микросхем на пассивных и активных подложках.Известен способ определения чистоты поверхности подложек по краевому углу смачивания путем измерейия объема капли, помещенной на плоскую подложку, Однако такой способ определения чистоты поверхности очень трудоемкий, так как сначала необходимо измерить геометрические параметры капли и только затем определяетсяискомое значение краевого угла, определяющее чистоту поверхности подложек.Наиболее близкий па технической сущности к предлагаемому способ определения чистоты поверхности подложки по краевому углу смачивания закгпочается в том, что каплю жидкости освещают параллельным пучком света в направлении к подложке. При этом капля является собирающей линзой, Отклонение световых лучей на краях капли(57) Способ относится к области измерительной техники и может быть использован в микроэлектронике при производстве интегральных микросхем на пассивных и активных подложках. Способ заключается в измерении скорости растекания капли жидкости, падающей на поверхность подложки, Скорость растекания определяют по изменению интенсивности светового потока, прошедшего через прозрачную подложку и каплю жидкости или отраженного от поверхности капли, при освещении капли жидкости потоком света. 2 з.п.ф-лы, 2 ил,определяет локальные значения краевого угла,К недостаткам способа относятся длительное время измерения, определяемое временем установления статического состояния капли жидкости на поверхности под- - ъ ложки и временем фиксации большого количества точек, а также трудность определения угла смачивания у подложек со слабо р загрязненной поверхностью, т.е чувстви- р тельнасть способа уменьшается по мере увеличения чистоты поверхности подложек и техническая сложность количественной регистрации величины угла смачивания и большая погрешност ь в его измерении из-за высокой чувствительности к вибрации подложки. Все это значительно снижает производительность способа.Целью изобретения является увеличение производительности способа.Способ определения чистоты поверхности подложки заключается в том,:то в качестве контролируемого параметра используют скорость растекания капли жидкостипо поверхности подложки, упавшей с высоты и, причем 1,4 ОЙ КО, где К=6 Есв,ЯЭ Др- плотность жидкости; 9 - ускорение свободного падения; Еса - энергия связи молекул жидкости; О - диаметр капли, а величинускорбсти растекания капли по поверхностиподложки определяют путем измерения интейсивности светового потока, прошедшего 10через каплю жидкости на подложке или отраженного от поверхности капли.Если высота и превышает зеличину КО,то при ударе о поверхность в капле выделится энергия, велицина которой 15превышает энергию связи молекул жидкости, и капля разлетится на несколько частей,т.о, процесс измерения чистоты станет невозможн ы м.Если высота падения капли на исследуемую поверхность будет меньше величины1,4 О, то капля или касается поверхностиподложки или находится на таком маломрасстоянии, что силы поверхностного потенциала будут пригибать каплю и влиять на 25величину капли, искажая измеренияНа фиг.1 представлена схема устройства для определения чистоты поверхностиподложки; на фиг,2 - калибровочная эависимость скорости растекания капли воды по поверхности подложки от концентрации атомов примеси на поверхности подложки.Устройство (фиг.1) содержит фотоприемник, регистрирующий количество светового потока, прошедшего через прозрачную подлокку 2 и капл 1 о 3 жидкости или фото- приемник 4, если подложка или жидкость светонепроницаемы для измерения количества света, отраженного, от поверхностикапли; светонепроницаемую камеру 5, источник света 6, формирователь капель, состоящий из полой иглы 7, цилиндра 8 иэ кварца, заполненного жидкостью, поршня 9 и электронной схемы 10, состоящей из дифференциального усилителя 11, пикового вольтметра 12 и индикаторного устройства 13,Способ осуществляется следующим образом.В измерительную светонепроницаемуюкамеру 6 устанавливают подложку 2 и освещают ее поверхность световым потоком,Поршне9 выталкива 1 от жидкость из цилиндра 8 в полую иглу 7 до образования иотрыва капли жидкости от конца иглы, Фотоприемником 1 или 4) регистрируют изменение интенсивности светового потока, которое жестко связано со скоростью растекания капли по поверхности подложки. 30354050 Дифференциальный усилитель 11 преобразует это изменение в функцию скорости, величину которой фиксируют пиковый вольтметр 12 и индикаторное устройство 13,П р и м е р, В качестве исследуемых подложек используют подложки типа "Поликор", а в качестве жидкости - дистиллированную воду, Диаметр капли 4,2 мм. Контролируемое загрязнение на поверхность подложки наносят вакуумным распылением на установке типа УВНМ, Очистку поверхности подложек осуществляют в плазме воздуха на установке типа ОЗПХОТ. Интенсивность светового потока измеряют фотоприемником типа ФД. Высоту падения капли изменяют от 4,9 до 30 мм, При5,9 мм и и25 мм амплитуда контролируемого сигнала, регистрируемого пиковым вольтметром 12 и индикаторным устройством 13, а, следовательно, и скорость растекания капли по подложке практически не изменяются, Поэтому измерения ведут при 5,9Ь25 мм, гдеизменение амплитуды сигнала имеет линейную зависимость. По калибровочной кривой (фиг.2) определяют концентрацию атомов примеси на поверхности подложки, по которой судят о чистоте подложки.формула изобретения 1.Способ определения цистоты поверхности подложки, включающий нанесение капли жидкости на прозрачную подлокку, освещение капли потоком света и измерение интенсивности светового потока, о т л ич а ю щ и й с я тем, цто, с целью повышения производительности способа, каплю жидкости наносят на поверхность подложки путем падения ее с высоты К которую выбирают из условия 1,4 О 5 Ь с КО, где К = 6 Есв/ р Я, О - диаметр падающей капли, яснев энергия связи молекул жидкости; р- плотность жидкости, 9 - ускорение свободного падения, определяют скорость изменения интенсивности светового потока, проходящего через каплю на подложке, и ее максимальное значение, по которому определяют максимальную скорость растекания капли жидкости по поверхности подложки, а о чистоте поверхности подложки судят по предварительно измеренной зависимости скорости растекания капли жидкости по поверхности подложки от концентрации адсорбированных поверхностью атомов и молекул примеси.2,Способ по п.1; о т л и ч а ю щ и й с я тем, что определяют скорость изменения интенсивности светового потока, отраженного поверхностью капли на подложке.1784888 ф граф ЮоФиг,2 Составитель А;Волко Техред М.Моргентал Ю ФО Редактор Т.Горячева оРРектоРО Гус аказ 4360 Тираж Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретсниям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 оизводствен