Устройство для контроля толщинынапыляемых пленок

Союз Соеетскик Социалистинеских Республик(22) Заявлено 07. 07. 76 (21) 2383513/18-28 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -Государственный коинтет СССР но делам нзобретеннй н открмтнйДата опубликования описания 15, 03. 81 В. Ф. Устинов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ НАППЛЕНОК зуав., .;е:. 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. Результирующий ток через слой измеряется посредством последовательно вклю, ченного резистора с помощью дифференциального усилителя 1.Однако для хорошо проводящего слоя этот ток, ограниченный резис тором, начиная с некоторой величины, характеризуницей сплошность слоя, будет слабо зависеть от толщины слоя, что значительно ухудшает чувствительность прибора и уменьшает диапазон20 контролируемых толщин для пленок с низким удельным сопротивлением.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля толщины на - 25 пыляеьых пленок, содержащее свидетель в виде прозрачного вращакщегося диска с напыляемой пленкой, маску с отверстием, расположенную на определенном расстоянии от свидетеля, и пре образователь толщины 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 21.Однако применение прозрачной вращающейся подложки является существенным ограничением этого устройства изза сложности его кинематической части, причем точность контроля с помощью такого свидетеля может ухудшиться при применении .подложки, отличаю- 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 толщины напыляемас пленок маска снабжена по крайней мере одним дополнительным отверстием, отверстия расположены вдоль оси свидетеля на заданном расстоянии одно от другого, а преобразователь толщины пленки в электри 813128ческий сигнал выполнен в виде двухэлектродов, установленных на оси свидетеля и подключенных к измерителюэлектрического сопротивления. Приэтом свидетель содержит диэлектрическую непрозрачную подложку. Свидетель может быть выполнен как на диэлектрической подложке, так и в сочетании с высокоомной резистивной пленкой между электродами для выборадиапазона измеряемого сопротивлениясвидетеля,На чертеже изображено устройстводля контроля толщины напыляемых пленок на основе свидетеля на диэлектрической непрозрачной подложке.На поверхности свидетелея 1 на 15основе подложки 2 из ситалла на некотором расстоянии друг от другананесены пленочные металлическиеэлектроды 3, соединенные через выводы 4 с измерителем 5 электрическо Ого сопротивления. Над поверхностьюсвидетеля 1 на расстоянии и установлена металлическая маска 6 с расположенными вдоль оси свидетеля отверстиями 7Маска Фиксирована наподложке 2 с помощью опорных прокладок 8 и пружинных зажимов 9. Намежэлектродную зону 10 на участках11, находящихся под отверстиями 7маски б напылен толстый слой 12пленки, а на участках 13, закрытыхмаской 6 - тонкий слой 14 боковогоподпыла под маску.Устройство работает следующим образом,При напылении проводящей, напри- З 5мер, алюминиевой пленки на участках11 зоны 10 образуется толстый(1 + 1,5 мкм) слой 12 из алюминия свысокой электропроводимостью, а научастках 13 в результате бокового 40подпыла образуется тонкий(0,5 + О, 1 мкм) слой 14 из алюминия,проФиль которого вдоль оси свидетеляопределяется удалением Ь маски 6 ирасстоянием ) между отверстиями 7маски 6. Измерение электрического сопротивления свидетеля с напиленнойпленкой позволяет непрерывно контролировать в течение времени напылениятолщину пленки. При этом для обеспе.чения сплошности напыленного слоя в Омежэлектродной зоне 10 маску 6 устанавливают на большем расстоянии иесли применяют маску имеющую большее расстояние 1 между отверстиями 7. Для повторного использования свидетеля 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 поверхности свидетеля уменьшается .из-за шунтирования пленки напыленным слоем, что позволяет по тарированиым зависимостям сопротивления свицетеля от толщины напылениой плевки 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 диапазон измеряемого. сопротивления свидетеля и величину градиента сопротивления относительно времени напыления. формула изобретенияУстройство для контроля толщинынапыляемых пленок, содержащее свидетель, маску с отверстием, расположенную на определенном расстоянииот свидетеля, и преобразовательтолщины пленки в электрический сигнал, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью измерения толщины электропроводной пленки на непрозрачнойподложке, маска снабжена по крайнеймере одним дополнительным отверстием,отверстия расположены .вдоль оси свидетеля на заданном расстоянии одноот другого, а преобразователь толщины пленки в электрический .сигналвыполнен в аиде двух электродов,установленных на оси свидетедя иподключенных к измерителю электрического сопротивления.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СИИ В 3781911,кл. О 01 й 27/02, кл, 324-65, 1971.2. Авторское свцдетельство СССРР 358613, клй 01 В 11/06, 1973813128 ор Н. Стец синиц дакт одписное/5 ал ППП "Патентф, г. Ужгород Ул тная, 4 752/47 ВНИИП 11303 Составитель А. Кулик техред М.коштура Ко Тираж б 42осударствениого комигета СССделам изобретений и откротиМосква, Ж, Раушская наб.,