DE1939667A1 - Kontinuierliche Messung der Dicke heisser Duennschichten - Google Patents

Kontinuierliche Messung der Dicke heisser Duennschichten

Info

Publication number
DE1939667A1
DE1939667A1 DE19691939667 DE1939667A DE1939667A1 DE 1939667 A1 DE1939667 A1 DE 1939667A1 DE 19691939667 DE19691939667 DE 19691939667 DE 1939667 A DE1939667 A DE 1939667A DE 1939667 A1 DE1939667 A1 DE 1939667A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
thickness
deposited
electromagnetic radiation
precipitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19691939667
Other languages
English (en)
Other versions
DE1939667B2 (de
Inventor
Clark Conrad Albert
Dumbri Austin Charles
Roberts James Franklin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of DE1939667A1 publication Critical patent/DE1939667A1/de
Publication of DE1939667B2 publication Critical patent/DE1939667B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0675Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating using interferometry
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542Controlling the film thickness or evaporation rate
    • C23C14/545Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material
    • C23C14/547Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material using optical methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52Controlling or regulating the coating process
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264Up to 3 mils
    • Y10T428/2651 mil or less

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

Western Electric Company Incorporated . Clark 1-1-1
New York, N, Y. 1G007 U.S.A.
Kontinuierliche Messung der Dicke heisser Dünnschichten.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen der Dicke einer aufwachsenden transparenten Dünnschicht, während diese auf eine erhitzte Unterlage, insbesondere eine Halbleiter unter lage, niedergeschlagen wird.
Beim Aufwachsenlassen von Dünnschichten, insbesondere durch einen Niederschlag aus der Dampfphase, ist die Niederschlagsgeschwindigkeit schwierig zu reproduzieren. Es ist daher wünschenswert, eine Methode zum Überwachen der Dicke der Schicht zu haben, wenn diese in situ durch Niederschlagen aus der Dampfphase aufwächst. Es sei bemerkt, dass der Ausdruck "Niederschlagen aus der Dampfphase" hier in seinem weitesten Sinne izu verstehen ist und Verfahren, wie Aufdampfen im Vakuum, pyrolitische Zersetzung, Plasma-Niederschlag und Zerstäuben, umfasst (jedoch nicht hierauf beschränkt ist).
Selbstverständlich existieren verschiedene bekannte Methoden zum Messen der Filmdicke, nachdem der Film niedergeschlagen und der Niedersehlagsprozess beendigt worden ist. Siehe beispielsweise Thin
009809/1108
χ Film Microelectronics, L. Holland (Herausgeber), 1965.
Es sind auch Methoden bekannt (siehe beispielsweise die US-Patentschrift 3 099 579), nach denen die Dicke einer transparenten, auf einer heissen Unterlage aufwachsenden Schicht in situ bestimmt wird durch Überwachen einer von aussen zugeführten, hieran reflektierten und durchgelassenen elektromagnetischen Strahlung. Diese Methoden fc haben jedoch den Nachteil, dass die von der heissen Unterlage selbst
emittierte Strahlung diese Bestimmung verfälscht. In ähnlicher Weise verfälschen, wenn die Schicht beispielsweise im Vakuum aufgedampft wird, die sich am Fenster der Bedampfungskammer ansammelnden Niederschläge die in situ erfolgende Schichtdickenbestimmung noch weiter. Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren zum Bestimmen der Dicke solcher Dünnschichten während des Aufwachsens derselben in situ haben, das diese Komplikationen vermeidet.
Erfindungsgemäss wird eine kontinuierliche Messung der Dicke einer auf einer heidsen Unterlage aufwachsenden transparenten, oder zumindest halbtransparenten, Dünnschicht bewerkstelligt durch Überwachen der Intensität der elektromagnetischen Strahlung in einem . · gegebenen, vorzugsweise engen Spektralbereich. Diese Strahlung ist
diejenige, welche von der heissen Unterlage emittiert und von der
009809/1108
ScMeiit durchgelassen wird.
Wie aus der optischen Interferenztheorie bekannt ist, führt die Durchlässigkeit einer nichtleitenden Dünnschicht» deren Brechungsindex niedriger ist als der der nichtleitenden emittierenden Unterlage» zti Minima und Maxima annähernd entsprechend folgenden Gleichungen:
η λ * 2t (Minima) (I)
(η+1/2)λ » 2t (Maxima) (2)
Hierin ist η eine ganze Zahl oder Null, ferner λ die Wellenlänge der überwachten Strahlung, gemessen in der Schicht, und t die Schichtdicke. Wie vorstehend angegeben, gelten Gleichungen (1) und (2), wenn der Brechungsindex der Schicht kleiner als der der emittierenden Unterlage ist; andernfalls, d. h., wenn der Brechungsindex der Schicht grosser als der der emittierenden Unterlage ist, treffen Gleichung (1) auf Maxima und Gleichung (2) auf Minima zu.
In jedem Fall gelten, wenn entweder die Dünnschicht oder die Unterlage elektrisch leitend ist, die Gleichungen (1) und (2) nicht mehr, und zwar wegen von Null und ψ verschiedenen Phasenverschiebungen, die bei der Reflexion und dem Durchlassen der Strahlung an den Grenzflächen auftreten. Aber auch hier treten in jedem Pall Maxima und
009809/1108
Minima auf, obgleich deren Beziehung zur Schichtdicke im Vergleich zu Gleichungen (1) und (2) einen zusätzlichen Term enthalten kann, der diese Phasenverschiebungen repräsentiert. Wenn also die Schicht in der Dicke zunimmt, unterliegt; - gleichgültig ob die Unterlage oder die Schicht leitend ist - die Intensität der von der heissen Unterlage emittierten Strahlung einer gegebenen Wellenlänge bei deren Durchfe gang durch den Film Schwankungen zwischen Maxima und Minima.
Durch Abbrechen des Niederschlagprozesses unmittelbar, nachdem eine vorbestimmte Anzahl (ganze oder bruchteilige Anzahl) solcher Schwankungen aufgetreten sind, wird dadurch eine vorbestimmte gewünschte Schichtdicke niedergeschlagen.
Um desweiteren Komplikationen zu vermeiden, die durch Temperaturschwankungen der Unterlage, ebenso durch sich an den Beobachtungsfenstern der Niederschlagskammer ansammelnden Niederschläge hervorgerufen werden, ist es vorteilhaft -mit zwei Unterlagen zu arbeiten, von denen die eine bereits eine Beschichtung aus einem anderen transparenten oder zumindest halbdurchlässigen Material vorausgewählter Dicke trägt. Abgesehen von dieser Beschichtung sind die beiden Unterlagen ansonsten identisch, jedoch ist dieses nicht . . wesentlich. Das für diese vorgängige Beschichtung verwendete Material wird wünschenswert von denjenigen Materialien ausgewählt,
009809/1108
welche dafür bekannt sind, relativ leicht und auf eine vorausgewählte Dicke reproduzierbar auf der Unterlage aufzuwachsen. Die beiden Unterlagen, von denen die eine die erwähnte vorgängige Beschichtung trägt, werden dann (zum Erhalt eines thermischen Gleichgewichtes hierzwischen) dicht nebeneinander angeordnet, während der Niederschlagsprozess der gewünschten Schicht mit der gleichen Geschwindigkeit auf beiden Unterlagen bei der gleichen erhöhten Temperatur ausgeführt wird. Während dieser Niederschlagsprozess abläuft, wird die von den Unterlagen emittierte und durch die Filme duröhgelassene elektromagnetische Strahlung entweder periodisch oder kontinuierlich innerhalb eines gegebenen Spektralbereiches, d. h. eines gegebenen Wellenlängenintervalles, gemessen. Die Differenz zwischen den solcherart überwachten beiden Strahlungsintensitäten der beiden Unterlagen wird selbst zeitlichen Schwankungen unterliegen. Daher wird eine Schicht der gewünschten Dicke (auf beiden Unterlagen) niedergeschlagen sein, unmittelbar nachdem eine vorbestimmte (bruchteilige oder ganzzahlige) Anzahl solcher Schwankungen aufgetreten sein werden. Die Eichung der Anzahl solcher Schwankungen bezüglich der Schichtdicke kann durch einen Vorversuch oder durch Ausnutzung der Tatsache erfolgen, dass eine jede solche Schwankung einer Dickenzunahme von einer halben mittleren Wellenlänge der überwachten Strahlung entspricht, wobei jedoch die in der Schicht gemessene
009809/1108
mittlere Wellenlänge zugrunde zu legen ist. Vorteilhaft wird die Intensität der von jeder Unterlage emittierten elektromagnetischen Strahlung durch einen gesonderten Motordetektor überwacht; und deren Ausgangsverhältnis für eine gegebene einfallende Strahlung wird so eingestellt, dass die Differenz in deren Ausgängen gerade dann gleich Null wird, wenn die gewünschte Filmdicke erreicht ist. Hierdurch erhält man eine noch genauere Kontrolle über die resultierende Dicke.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist in den Ansprüchen gekennzeichnet und nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.
In der Zeichnung sind
Fig. 1 eine (nicht masstabsgerechte) Darstellung einer
Apparatur zur Durchführung einer ersten Ausführungsform des Verfahrens,
Fig. 2 ein Diagramm des Strahlungsintensitäts verlauf sin Abhängigkeit von der Schichtdicke, wie dieser bei einer speziellen Ausführungsform des Verfahrens erhalten wird, und
Fig. 3 eine (nicht maßstabsgerechte) Darstellung einer weiteren Apparatur zur Durchführung einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens. 009809/1108
Beispiel I
In Fig. 1 sind Siliziumunterlagen 1 und IA innerhalb einer Nieder-Schlagskammer. 2 angeordnet, die ihrerseits ein gegenüber der zu überwachenden Strahlung von den Unterlagen 1 und IA durchlässiges oder zumindest teildurchlässiges Fenster 3 besitzt. Linsen 4 und 4A sammeln diese Strahlung von den Unterlagen 1 und IA und fokus sieren diese auf die Oberflächen von Photodetektoren 5 bzw. 5A, die gegenüber dieser Strahlung gleichfalls empfindlich sind. Nicht dar gestellte Blenden hindern die Strahlung der Unterlage 1 daran, den Photodetektor 5A zu erreichen, und umgekehrt die Strahlung der Unterlage IA daran, den Photodetektor 5 zu erreichen. Die Ausgänge 6 und 6A dieser Photo detektoren liegen an einem Differenzverstärker 7; dessen Ausgang durch allgemein bekannte Mittel überwacht wird.
Die Unterlage IA zeigt eine vorgängige Beschichtung 8 aus Siliziumdioxyd (SiO0) vorbestimmter Dicke, beispielsweise 810 A. Diese Beschichtung 8 kann'nach bekannten Methoden, beispielsweise durch thermisches Aufwachsenlassen in Wasserdampf, erhalten werden. Die vorgeschriebene Dicke kann erreicht werden durch Vorausbestimmung der Niederschlagsgeschwindigkeit nach bekannten Methoden, z.B. durch Spektrophotometrie im sichtbaren oder ultravioletten Be-. reich oder durch Strahl-Vielfachinterferometrie. Beide Unterlagen 1
009809/1108
und IA werden dem gleichen Niederschlagsprozess für ein gewünschtes transparentes Schichtmaterial, beispielsweise Aluminiumoxyd (A1OO„) in an sich bekannter Weise unterworfen. Das Vorsehen einer Alumiiüumoxyd-Dünnschicht auf Silizium ist beispielsweise bei der Herstellung eines bestimmten Feldeffekttransistor-Typus mit isolierter Poor elektrode (IGPET) brauchbar. Die Unterlagen 1 und IA sind dicht nebeneinander angeordnet, so dass die Schichten B und DA mit t der gleichen Geschwindigkeit aufwachsen und die Unterlagen in gegenseitigem thermischem Gleichgewicht sind. Im Regelfall werden die Unterlagen 1 und IA bei 900 C oder darüber während des Nieder-Schlagsprozesses gehalten, so dass sie nennenswerte Strahlungeintensität im Spektralbereich von .etwa 6000 K Wellenlänge im Vakuum abstrahlen. Während der Niederschlag fortschreitet, wachsen die Al O -Schichten 9 und 9A auf den Unterlagen 1 bzw. IA auf, und die Differenz zwischen den Ausgängen 6 und 6A der Photodetektoren 5 bzw. 5A wird am Differenzverstärker 7 gemessen. Wenn diese Differenz einen vorgeschriebenen Wert nach einer vorgeschriebenen Schwankungsanzahl erreicht, wird der Niederschlagsprozess abgebrochen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Unterlagen 1 und IA eine Schicht 9 bzw. 9A der gewünschten Dicke haben, wie dieses nachstehend noch anhand der Fig. 2 im einzelnen erläxitert wird. Vorteilhaft werden im Hinblick auf optimale Genauigkeit die Verf ahrens-
009ÖU9/1108
parameter so eingestellt, dass die gewünschte Pilrndicke dann erreicht wird, wenn die Differenz zwischen den Ausgängen 6 und 6A gleich Null ist, wie sich dieses gleichfalls aus der nachstehenden Erläuterung im einzelnen ergibt.
Für schärfere Ergebnisse werden bekannte Filter 10 und 1OA den Photodetektoren 5 und 5A vorgeschaltet, Biese Filter sind so aus« gewählt, da/as sie nur einen schmalen Spektralbereich {halbe Bandbreite gleich 30 K) der Strahlung durchlassen. Daher nassen die Photodetektoren die Strahlungsintensität in diesem schmalen Spektralbereich/ welche von den heissen Unterlagen IA und t emittiert und von den Schichten 8, 9A und 9 durchgelassen wird. ;
In Fig. 2 ist die Kurve 21 eine Eichkurve der bei 6000 R {Wellenlänge im Vakuum) zentrierten Strahlungsintensität über der Dicke der Al0O0-Schicht 9, die auf die Unterlage 1 bei 925°C niedergeschlagen wird. Die Kurve 21 erhält man mit Hilfe von Filmdickenmessungen, auf verschiedene Niederschläge folgend, nach bekannten Methoden, Es sei bemerkt, dass der Abstand längs der Absziöse zwischen dem ersten Maximum und dem ersten Minimum {d. h. eine halbe ,Schwan* kungsbreite) 860 K ist. Daher würde eine vollständige Schwankung der Kurve 21 in Fig. 2 einem Al0O0-Niederschlag entsprechen, dessen Dicke gleich 1720 K ist, d.h. gleich einer halben Wellenlänge im
003809/1108
Film 9 (aus Al O„ bei 925°C) der Strahlung, deren Wellenlänge im Vakuum 6000 K beträgt. Folglich sind die Schwankungen oder Bruchteile derselben in der Kurve 21 ein Mass für die Dicke der Al O„-Schicht 9 auf der Unterlage 1.
Die Kurve 22 in Fig. 2 gibt den Verlauf der Strahlungsintensität, bei 6000 R Wellenlänge im Vakuum zentriert, über der Dicke des ALO-Fdlma 9A wieder, der auf der 810 R dicken StO^-Beechichtung 8 auf der Siliziumunterlage IA aufwächst, Wege» der vorgängigen SiO2-Besohlchtunf Ö sind die Kuryen 22 und 21 "aupser Bias®", d. h., deren Maxima und Minima entsprechen nicht derselben Al3O3-Schichtdicke, Bs sei daran erinnert, dass wegen des dichten Nebeneinanderliegens der Unterlagen 1 und IA die Dicken der Schichten 9 und 9A im wesentlichen einander zu jedem Zeitpunkt während ihres Aufwachsens gleichen. Die Kurven 21 und 22 schneiden sich, von der Dicke Null ausgehend, das erste Mal im Punkt 23, der einer Al0O0-Schichtdicke 470 R für beide Schichten 9 und 9A entspricht. Sonach wird für eine gewünschte Dicke der AljQo-Schichte» 9 und 9A gleich 470 R der Niederschlagsprozess abgebrochen, wenn die Differenz in den Ausgängen 6 und 6A, die vom Differenzverstärker 7 gemessen / wird, das erste Mal gleich Null wird. Da Nullwerte leichter als andere Werte festaustellen sind, ist es vorzuziehen, die Dicken der
009809/1108
Filme 9 und 9A durch solche Nullwertbestimmungen zu messen.
Das Ausmass, um welches die Kurven 21 und 22 "ausser Phase" sind, hängt, unter anderem, von der ursprünglichen Dicke der vorgängigen SiO^-Beschichtung 8 auf der Unterlage IA ab. Wenn daher die Dicke dieser ursprünglichen SiO_-Beschichtung 8 von den im Vorstehenden angenommenen 810 A verschieden gewählt wird, so kann das Auftreten der ersten Nullstelle, d. h. des Überkreuzungspunktes 23 der Kurven 21 und 22 in eine Stellung verlegt werden, die einer von den obigen 470 A abweichenden Dicke der A1_O„-Schichten 9 und 9A entspricht. In ähnlicher Weise kann durch Abwarten, bis die zweite und spätere Über kr euzungs stelle (die in Fig. 2 nicht dargestellt ist und bei 1410 A Al0O0-Schichtdicke auftritt) einen zweiten Nullwert im Ausgang des Differenzverstärkers 7 erzeugt, eine Dicke für die A1_O„-Schichten 9 und 9A von 1410 A erhalten werden.
Der Schnittpunkt 23 kann auch als einem von den obigen 470 A verschiedenen Dickenwert der Filme 9 und 9A entsprechend gemacht werden durch Ändern des Verhältnisses der Blendenaperturen der Photodetektoren 5 und SA oder durch Andern des Verhältnisses deren Ausgänge 6 und 6A für eine gegebene einfallende Strahlungsintensität, wie dieses bekannt ist. Diese Einstellungen der Photo -
009809/1108
detektoren haben die Wirkung einer vertikalen Verschiebung der Kurven 21 und 22 gegeneinander, wodurch sich die Abszisse des . - Schnittpunktes 23 wie gewünscht ändert.
Beispiel II
In Fig. 3 sind eine Mehrzahl weitgehend identischer sauberer SiIi- , fc ziumunterlagescheiben 3Ia1 b, c ... innerhalb einer Quarzglocke 30
auf einem Träger 32 angeordnet. Zu Definitionszwecken sei die Unterlage 31a als "Kontroll"-Unterlage bezeichnet. Die Silizium-Unterlagescheibe 3IA hat eine vorgängige Siliziumdioxyd-Beschichtung vorgeschriebener Dicke, beispielsweise wie im Beispiel I 810 A dick. Der Träger 32 wird zusammen mit den hierauf befindlichen Unterlagen mit Hilfe einer Hochfrequenzheizspule 33 aufgeheizt. Der Träger 32, der auf einer Welle 34 montiert ist, wird über einen Antriebsgurt 35A von einem Motor 36 in Drehung versetzt. Eine Drehdichtung 36 befindet sich längs des Umfange eines Basisgliedes 37, um die Glocke 30 abzudichten.
Über den Gaseinlass 36 wird ein das niederzuschlagende Aluminiumoxyd enthaltender Dampf in die Glocke 30 eingeführt. Wenn die Welle . 34 den Träger 32 antreibt, stellt ein Sekundärelektronenvervielfacher 38 die von derjenigen Unterlage auf dem Träger 32 emittierte elektro«
•. . . . 009809/1108
magnetische Strahlung fest, welche gerade auf den Sekundärelektronenvervielfacher 38 gerichtet ist. Ein an der Welle 34 vorgesehener Hocken 39 betätigt je einen der Mikroschalter 41 oder 42 einmal pro Umdrehung der Welle. Im einzelnen wird der Mikroschalter 4I1 wenn die vorgängig beschichtete Unterlage 3IA gerade auf den Sekundärelektronenvervielfacher 38 gerichtet ist, kurzzeitig geschlossen^ ansonsten ist dieser Schalter offen. In ähnlidher Weise sehliesst der Nocken 3 9, wenn die "Kontroll"-Unterlage 31a gerade auf den Sekundärelektronenvervielfacher 38 gerichtet ist, den Mikroschalter 42 kurzzeitig. Die Unterlagen 3IA und 31a sind also auf den Träger 32 gegenüber dem Nocken 39 in vorbestimmten Stellungen angeordnet, um diese Schliessungen der Mikroschalter 41 und 42 zu bewerkstelligen, an welche ihrerseits der Ausgang des Sekundärelektronenvervielfachers 38 elektrisch angeschlossen ist.
Die Mikroschalter 41 und 42 sind mit 'Verstärkern 51 bzw. 52 elektrisch verbunden. Jeder dieser Verstärker ist eine Kathodenfolger-Anordnung mit negativer Spannungsrückkopplung, um während, des Betriebs eine Eingangsimpedanz zu haben, welche viel gr.össer als die Impedanz des Sekundärelektronenvervielfachers 38 ist. Kondensatoren Cl und C2 sind an die Verstärker 51 bzw. 52 angeschlossen, um eine Zeitkonstante zu haben, die im Vergleich zur Umdrehungs-
00930 9/1108
periode des Trägers 32 gross ist. Die Eingangsspannungssignale e und e zu den Verstärkern 51 bzw. 52 werden vom Sekundärelektronenvervielfacher 38, ansprechend auf die von den Unterlagen 3IA und 31a, geliefert. Die Ausgangssignale der Verstärker 51 und 52 sind daher konstante Signale für eine Umdrehung des Trägers 32 und können sich nur schrittweise ändern, und zwar ansprechend auf . das neue, vom Sekundärelektronenvervielfacher bei jeder neuen Um-P drehung (während des Schliessens der Mikroschalter 41 und 42) gelieferte Signal entsprechend der Strahlung von der Unterlage 31A oder 31a. Die Ausgangssignale der Verstärker 51 und 52 werden an einen Differenzverstärker 53 über Widerstände R. und R_ geliefert. Ein Gegenkopplungswiderstand R„ ist zweckmässig zur Begrenzung der Verstärkung des Verstärkers 53 auf einen erwünschten Bereich für die Übertragung zum Detektor 54 vorgesehen. Der Widerstand
R stabilisiert, falls erforderlich, den Verstärker 53. S _
Der Widerstand R1 ist einstellbar, um die relative Empfindlichkeit des Differenzverstärkers 53 gegenüber den beiden Signalen der Verstärker 51 und 52 zu steuern, so dass Ungleichmässigkeiten, wie ungleiche Verstärkung in den Verstärkern 51 und 52, korrigiert werden können. Daher liefert der Detektor 54 im Effekt die Differenz zwischen der Strahlung, die von den Unterlagen 3.1A und 31a
009809/1108
in der Glocke 30 emittiert und von den hierauf aufwächsenden Filmen entsprechend dem fortschreitenden Nieder schlagsprozess modifiziert wird. Diese Differenz unterliegt schwingungsähnlichen Schwankungen, wenn die Filme während des Niederschlagsprozesses auf den Unterlagen aufwachsen. Wenn diese Differenz einen vorbestimmten Wert« vorzugsweise NuIl4 nach einer vorbestimmten Anzahl von Schwankungen erreicht, wird der Nieder schlagsprozess unmittelbar abgebrochen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Unterlagen 3Ia1 b, c ... sämtlich eine Aluminiumoxydschicht der vorbestimmten, gewünschten Dicke haben, wie sich dieses aus den Ausführungen oben zu Beispiel I ergibt.
009.809/1108

Claims (8)

  1. Pa tenta nsprüche
    Verfahren zum Kontrollieren der Dicke einer auf einer durch Niederschlagen aus der Dampfphase auf einer Unterlage aufwachsenden Schicht, durch
    Niederschlagen einer Schicht aus der Dampfphase auf zumindest ψ eine erhitzte Unterlage in einer Vakuumkammer,
    Überwachen der von der Unterlage emittierten und durch die aufgewachsene Schicht durchgehende elektromagnetische Strahlung und Unterbrechen des Niederschlages, wenn die elektromagnetische Strahlung einen Wert erreicht, der einer gewünschten Schichtdicke
    entspricht,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vor dem Niederschlagen der Schicht eine zusätzliche Unterlage, die eine Beschichtung bekannter Dicke aus einem vom niederzuschlagenden Material verschiedenen Material trägt, in die Vakuumkammer verbracht wird,
    dass die elektromagnetische Strahlung der auf der einen Unterlage niedergeschlagenen Schicht mit der elektromagnetischen Strahlung einer auf der beschichteten Unterlage niedergeschlagenen Schicht verglichen wird, wobei die Schichten auf den beiden Unterlagen unter weitgehend gleichen Bedingungen niedergeschlagen werden,
    009809/1108
    und dass der Niederschlag aus der Dampfphase unterbrochen wird, wenn die Differenz der beiden elektromagnetischen Strahlungen einen vorbestimmten, der gewünschten Dicke der Schicht entsprechenden Wert erreicht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederschlag aus der Dampfphase unterbrochen wird, wenn die Differenz zwischen den beiden elektromagnetischen Strahlungswerten gleich Null ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Beschichtung gearbeitet wird, die in einem vorbestimmten Spektralbereich der elektromagnetischen Strahlung der beschichteten Unterlage zumindest halbdurchlässig ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im wesentlichen aus Silizium bestehende Unterlagen verwendet werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Beschichtung im wesentlichen Siliziumdioxyd verwendet wird.
    0098 0 9/1108
  6. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine im wesentlichen aus Aluminiumoxyd bestehende Schicht niedergeschlagen wird.
  7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spektralbereich auf etwa 6000 A zentriert wird und dass die Unterlagen auf eine Temperatur in der Grössenordnung von 900 C erhitzt werden.
  8. 8. Beschichtete Unterlage mit einer hierauf aus der Dampfphase niedergeschlagenen Schicht in gewünschter Dicke, gekennzeichnet durch ihre Herstellung entsprechend dem Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche.
    009809/1108
DE19691939667 1968-08-09 1969-08-05 Verfahren zur kontinuierlichen messung der dicke einer duennschicht Withdrawn DE1939667B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US75159768A 1968-08-09 1968-08-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1939667A1 true DE1939667A1 (de) 1970-02-26
DE1939667B2 DE1939667B2 (de) 1971-03-04

Family

ID=25022717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691939667 Withdrawn DE1939667B2 (de) 1968-08-09 1969-08-05 Verfahren zur kontinuierlichen messung der dicke einer duennschicht

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3620814A (de)
BE (1) BE737138A (de)
DE (1) DE1939667B2 (de)
FR (1) FR2015389A1 (de)
GB (1) GB1283111A (de)
NL (1) NL6911919A (de)
SE (1) SE352955B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3248157A1 (de) * 1981-12-29 1983-07-07 Chugai Ro Kogyo Co., Ltd., Osaka Vorrichtung zum messen der dicke einer beschichtung auf einer unterlage
DE4017440A1 (de) * 1990-05-30 1991-12-05 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur messung der schichtdicke und des brechungsindex einer duennen schicht auf einem substrat und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE4030801A1 (de) * 1990-09-28 1992-04-30 Siemens Ag Messanordnung zur beruehrungslosen bestimmung der dicke und/oder thermischen eigenschaften von folien und duennen oberflaechenbeschichtungen und/oder der absorptionseigenschaften inhomogener materialien

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3804532A (en) * 1972-08-03 1974-04-16 Us Navy Transparent film uniformity gauge
US4203799A (en) * 1975-05-30 1980-05-20 Hitachi, Ltd. Method for monitoring thickness of epitaxial growth layer on substrate
US3987214A (en) * 1975-09-19 1976-10-19 Rca Corporation Method of forming conductive coatings of predetermined thickness by vacuum depositing conductive coating on a measuring body
NL7605234A (nl) * 1976-05-17 1977-11-21 Philips Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een halfge- leiderinrichting en halfgeleiderinrichting ver- vaardigd met behulp van de werkwijze.
NL7710164A (nl) * 1977-09-16 1979-03-20 Philips Nv Werkwijze ter behandeling van een eenkristal- lijn lichaam.
US4340617A (en) * 1980-05-19 1982-07-20 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for depositing a material on a surface
WO1983004269A1 (en) * 1982-06-01 1983-12-08 Massachusetts Institute Of Technology Maskless growth of patterned films
US4615904A (en) * 1982-06-01 1986-10-07 Massachusetts Institute Of Technology Maskless growth of patterned films
US4542580A (en) * 1983-02-14 1985-09-24 Prime Computer, Inc. Method of fabricating n-type silicon regions and associated contacts
GB8510355D0 (en) * 1985-04-23 1985-05-30 Bicc Plc Testing of electrical cable
DE3805068A1 (de) * 1988-02-18 1989-08-31 Gebhard Birkle Verfahren und vorrichtung zum optischen abtasten einer objektebene zwecks erkennung sich aendernder ueberhoehungen auf dieser ebene
CA2085143C (en) * 1991-12-13 1997-03-04 Tomohiro Marui Method and apparatus for process control of material emitting radiation
US5843232A (en) * 1995-11-02 1998-12-01 General Electric Company Measuring deposit thickness in composite materials production
WO1998032165A1 (en) * 1997-01-21 1998-07-23 Sekidenko Incorporated Method for controlling the temperature of a growing semiconductor layer
US6731386B2 (en) * 2001-01-04 2004-05-04 Agere Systems Inc. Measurement technique for ultra-thin oxides
DE102011077567B4 (de) * 2011-06-15 2013-05-29 Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der oberflächentopografie von beschichteten, reflektierenden oberflächen
CN115491663B (zh) * 2022-11-21 2023-03-24 常州翊迈新材料科技有限公司 燃料电池金属极板涂层厚度在线监控装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE607571A (de) * 1960-09-09

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3248157A1 (de) * 1981-12-29 1983-07-07 Chugai Ro Kogyo Co., Ltd., Osaka Vorrichtung zum messen der dicke einer beschichtung auf einer unterlage
DE4017440A1 (de) * 1990-05-30 1991-12-05 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur messung der schichtdicke und des brechungsindex einer duennen schicht auf einem substrat und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE4030801A1 (de) * 1990-09-28 1992-04-30 Siemens Ag Messanordnung zur beruehrungslosen bestimmung der dicke und/oder thermischen eigenschaften von folien und duennen oberflaechenbeschichtungen und/oder der absorptionseigenschaften inhomogener materialien
DE4030801C2 (de) * 1990-09-28 1998-02-05 Siemens Ag Meßanordnung zur berührungslosen Bestimmung der Dicke und/oder thermischen Eigenschaften von Folien und dünnen Oberflächenbeschichtungen

Also Published As

Publication number Publication date
GB1283111A (en) 1972-07-26
FR2015389A1 (de) 1970-04-24
DE1939667B2 (de) 1971-03-04
BE737138A (de) 1970-01-16
SE352955B (de) 1973-01-15
NL6911919A (de) 1970-02-11
US3620814A (en) 1971-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1939667A1 (de) Kontinuierliche Messung der Dicke heisser Duennschichten
DE1472196C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Kreiskeilfilters
EP0011723B1 (de) Verfahren und Einrichtung zur interferometrischen Messung von sich ändernden Schichtdicken
DE2828651C2 (de) Vakuum-Aufdampfeinrichtung
DE102007034289B3 (de) Verfahren zur in-situ-Bestimmung der stofflichen Zusammensetzung von optisch dünnen Schichten, Anordnungen zur Durchführung und Anwendungen des Verfahrens
DE2316083C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Auftragens einer bestimmten ölmenge auf eine sich fortlaufend bewegende Materialbahn
DE2627753C2 (de) Anordnung zur Dickenmessung und -steuerung optisch wirksamer Dünnschichten
DE2711714A1 (de) Vakuum-aufdampfvorrichtung
EP0924500A2 (de) Verfahren zum Messen elektromagnetischer Strahlung
DE3630393A1 (de) Verfahren zur herstellung eines platin-widerstandsthermometers und dadurch hergestelltes platin-widerstandsthermometer
DE1023246B (de) Vorrichtung fuer Fluoreszenzanalyse mit Roentgenstrahlen
DE102014117388A1 (de) Verfahren zum Kalibrieren einer Pyrometeranordnung eines CVD- oder PVD-Reaktors
DE1189756B (de) Absorptions-Vergleichsvorrichtung, insbesondere Gasanalysator
DE3834948C2 (de) Verfahren zum Bestimmen des Brechungsindex der obersten Dünnschicht einer mehrlagigen Schicht
DE1220640B (de) Vorrichtung zur fortlaufenden quantitativen Bestimmung von Anteilen je Masseneinheit von Feststoffen
DE69123283T2 (de) Verfahren zur Analyse einer Lithium-Niobat dünnen Schicht und Apparat zu ihrer Vorbereitung
DE10341513B4 (de) Verfahren zur Regelung des Reaktivgasflusses in reaktiven plasmagestützten Vakuumbeschichtungsprozessen
DE2412729B2 (de) Verfahren und Anordnung zur Regelung der Verdampfungsrate und des Schichtaufbaus bei der Erzeugung optisch wirksamer Dünnschichten
DE1939667C (de) Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Dicke einer Dünnschicht
DE2724919B2 (de) Verfahren zum Messen physikalischer Eigenschaften dünner Körper mit Hilfe von Ultrarot-Strahlung, z.B. zur Dickenmessung oder Feuchtigkeitsmessung
DE1548262B2 (de) Optisches Gerät zur Messung von Schichtdicken in Vakuumaufdampfprozessen
DE3234534C2 (de) Anordnung zum Aufstäuben von optischen Filmschichten
DE69528304T2 (de) Photodetektor mit einstellbarem Durchlassbereich zur inversen Photoemissionspektroskopie
DE3136887A1 (de) Verfahren und einrichtung zur interferometrischen dickenmessung
DE2651003A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen der dicke von einem transparenten material auf einem basiselement

Legal Events

Date Code Title Description
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee