Устройство для контроля толжины проводящих пленок

Устройство для контроля толжины проводящих пленок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Соео1 Советенин

Социалистичеснин

Ресиубттин

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 22.01.76 (2l)2317166/25-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25,04.78. Бюллетень №1 (45) Дата опубликования описания Й9, 0З (») 603836 (51) "М ." Кл.

Q01 В 7/06

Гюсударстаанный нюннтет

Сюаатв Инннстрюа СССР на делам нзабрвтеннй и юткрытнй (53) УДК 531.717..1(088 8) (72) Авторы изобретения

В. А. Лопухин, Г, Т. Малышев, Ю, Ф. Шеханов и Д. К, Шелест (71) Заявитель

Ленинградский институт авиационного приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ

ПРОВОДЯЩИХ ПЛЕНОК

Изобретение может быть использовано дпя контроля проводящих пленок в процессе напыления при производстве микросхем„

Известны устройства для контроля толщины нких пленок в процессе напыления, основан- 5 ные на измерении комплексного сопротивления пленок индуктивными и емкостными датчиками Я

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство дпя lO контроля толщины гальванических покрытий, содержащее генератор сигналов, выход котс рого подключен к входам датчика и блока выработки опорного сигнала, к выходам которых подключены два входа схемы сравне- 15 ния, и исполнительный блок j2), Однако при топщинах пленки, больше некоторой критической, сопротивление пленки изменяется практически по линейному закону с очень малым коэффициентом наклона. В связи с этим погрешности контроля будут увеличиваться (т.е, относительные прираше ния фазы будут уменьшаться).

Бель изобретения - повышение точности контроля проводящих пленок путем измере- е5 ния сопротивления пленки в области точного контроля в процессе напыления где точность контроля более высокая, и экстраполяции зависимости проводимости и толщины тонкой пленки от времени осаждения (ли« а 1 нейная зависимость, т,к, P — если Я,, то р =К„Ю и Б = ХД где о — удельная проводимость пленки, Яудельное сопротивление пленки на квадрат, 1 - время осаждения пленки, Х а константа, определяемая на основе экспериментальных данных).

Дпя этого предлагаемое устройство снабжено последовательно соединенными схемой запуска, генератором тактовых импульсов, первой схемой И, первым счетчиком, второй схемой сравнения, счетчиком циклов, выход которого подключен к исполнительному блоку, последовательно соединенными второй схемой И, вторым счетчиком, вход которых подключен к генератору тактовых импульсов, а выход - к второй схеме срав- . нения, триггером, первый, вход которого подключен к первой схеме сравнения, первый выход - к второму входу первой схемы

603836

И, а второй выход - к второму входу вто» второй счетчики 11 и 12, причем первый рой схемы И, схемой задержки, вход кото- счетчик 11 предназначен для измерения вреро подключен вт р и H K второй схеме сравнения мени напыления в области точного контроля

В выход - к входу второго счетчика, а выход схемЫ запуска соединен со входами ге- 5 времени напыления, равного по величине нератора сигналов, вторым торым входом триггера Ь4 и обладающего возможность — обнуления

Н вторым входом исполнитель м исполнительного блошка (фиг. 2), входы первого и второго счетчиков

Hà фиг,.1 дана структурная схема опи- 11 и 12 подключены соответственно к высываемого устройства, на фиг. 2 - график ходам первой и второй схем И 9 и 10; вторую зависимости удельного сопротивления на lo схему 13 сравнения, предназначенную для квадрат контр олируе о пл м и пленки от толщины сравнения кодов первого и второго счетчиков

9 где с3 -. область точного контроля; 11 и 12, два входа которой подключены к выходам разрядов первого и второго счетчиков

- конечная толщина контролируемо9 11и 12; схему 14 задержки, задерживающую к сигнал с выхода второй схемы 13, предупреж»пленки .А8 критическое значение толщины пленки; дающую абой второго счетчика 12 и включе

5 НОгрешность контроля сопротивле- ную между выходом второй схемы 13 и вхо» дом обнуления второго счетчика 12; и счет» Я - грешность контроля толщины плен» чик 15 циклов, имеющий переменный коэф- ка в области Oi точного контроля; rO фициент пересчета К, предназначенный для

8 S - погрешность контроля толщины плен- подсчета N отрезков времени *1 (фиг, 2). ки в области, ц грубого контроля,.

J $f - толщина напыляемой пленки, контро- сигнал об окончании процесса напыления на лируемой известным способом в области второй вход блока бока5 точ ого контроля; 25 Контроль с помощью известных блоков пу-- целое число, коэффициент кратности тем непосредственного измерения сопротив-- цел участка учас h БК+ ления напыляемой пленки осуществляется

К1

3 - удельное сопротивление напыляемой до ToIIIIIBBbl Ь (фиг. ), р

Ь (фиг, 2) п ичем эта велиО чина должна быть кратна конечной толщине пленки на квадрат;

ЗО напыляемой пленки, т.е. 9 -" Й б

=й ьб

Устройство содержит генератор 1 сиг (фиг. 2) ° палов, для выдачи тестового сигнала, дат- Схема 6 запуска выдает сигнал для включения генератора 1 и генератора1на опрокидывание триггера 8 в исходное положение и блок 3 выработки опорного сигнала для установки опорного сигнала, соответств1чс сН нал, соответ,-тв-; — 35 включениЯ испОлнительного блока 5, I elle )aT(ô щего заданной толщине контролируемо плени Олируемой плен- СГНаЛОВ ПОДВЕт CTOBb СИГН На ДатЧИК ки, первую схему 4 сравнения.для сравнения 2 и блок 3, уставки которого выдают опорный сигнал, соответствующий конечному с<г сигнала с датчика, несущего информацию о mrsymeg шине,енки с Опорным сигн. Противле-ю е и толщиной Д В. Датчик

ВоМ и исполнительный JIDK для включек 5 дл в„юче» 40 2 пРеобРазУет тестовый сигнал в сигнал, ниа и выключения процесса напыления плен- пропорциональный сопротивлению контролируемой пленки. Сигпалы с выхода лока .С пал б ка 3 ки, причем выход генератора 1 подключен и датчика 2 подаются на два входа первой к входам датчика 2 и блока 3, а два входа схемы 4 сравнения. "a это время сигнал пеРвой схемы 4 сРавнениЯ подключен к с выхода первого плеча триггера 8 уст45 Ф выходам соответственно датчика 2 и блока новленного в исходное и ожение, откр

3 ° первую схему И 9 и импульсы с генератора

Устройство содержит также схемУ 6 эа- 7 подаются на первый счетчик 11, а сит пуска,. для выработки сигнала включения нал с выхода второго плеча триггера 8 устройства; генератор 7 тактовых импульсов, ., закрыл вторую схему И 10, В тот момент, вырабатывающий тактовые импульсы для иэ- когда сигналы с блока 3 и датчика 2 сравмерения времени напыления, триггер 8ю прей няются, т,е. толщина контролируемой пленназначенный дпя коммутации прн этом выход ки достигнет значения д 6 первая схе схемы 6 подключен к входам генератора ма 4 сравнения выдает сигнал на вход пер»1, гейератора 7,,к входу триГгера 8 и од вого плеча триггера 8 и тем самым триг» ному иэ входов исполнительного блока 5; . Гер перекинется в другое устойчивое полопервую и вторую схемы И 9 и 10, преднаэ- жение. При этом положении триггера 8 сиг наченные для коммутации и управляемые нал с его первого плеча запирает первую схесоответственно первым и вторым выходами му И 9 и открывает вторую схему И 10, триггера> вторые входы схем И 9 и 10 под»- В первом счетчике ll записывается число ключены к выходу генератора 7; первый и . импульсов, пропорциональное времени напыле60ЗВ

5 ния пленки до толщины Д Ь, причем точность контроля этой TMIlllHHbl достаточно Bt>IGDKB, При дальнейшем увеличении толщины 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 счетчик 12, В тот момент, когда числа импульсов на счетчиках 11 и 12 сравняю ся, вторая схема сравнения выдает импульс, который записывается в счетчике 15 циклов и поступает на линию 14, которая задерживает этот импульс на некоторое время, чтобы избежать сбоя, и с выхода схемы

14 импульс обнулит второй счетчик 12, Пос ле чего во второй счетчик 12 вновь записываются импульсы с генератора тактовых им д пульсов 7..Такой процесс циклически повторяется 11 раз, где l4 = — ", а 5

49 конечная толщина пленки, которая и является коэффициентом пересчета счетчика 15, В счетчике циклов предусмотрено изменение коэффициента пересчета для различных тол щин контролируемой пленки, Поок ле записи М -го импульса в счетчик 15

На его выходе появится..ч импульс, который подается на исполнительный блок 5 дпя зо прекращения процесса напыления,, Таким образом, предлагаемое устройство позволяет контролировать пленки широкого диапазона толщин с достаточно высокой точностью. Если Sкр 0,05 мкм, то предлагае- 35 мое устройство позволяет контролировать пленки толщиной до 10 мкм, Предлагаемое устройство позволяет сокра тить время напыления пленки, снизить расход материалов, а также получать пленки 40 с заданной электропроводностью или задан36 е ной толщиной. Так как точность коптроия при этом будет высокой, то появляется «о»можность получать пленочные резисторы и конденсаторы более высокой точности, что увеличивает процент выхода годных изделий.

Формула изобретения

Устройство для контроля толщины ира водящих пленок, содержащее генератор сит налов, датчик, блок выработки опорного сигнала, первую схему сравнения и исполнительный блок, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными схемой запуска, генератором тактовых импульсов, первой схемой И, первым счетчиком, второй схемой сравнения, счетчиком .циклов, выход которого подключен к испапнительному блоку, последовательно соединенными 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 вта рому входу второй схемы И, схемой задери ки, 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 исполнительного блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство М 322729, кл. 01 R 27/00, 1970.

2, Авторское свидетельство hb 359504, «л. (01 В 7/06, 1972.

6038 36

Составитель В, Сафонов

Ре т.р Э. Порский Техред 3. Фанта Коррект р™ .деик

Эаказ 2055/32 Тираж 872 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3К 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал: ППП Патент", r.,Óæãoðîä, ул. Проектная, 4