PL117148B1 - System for measuring profiles semi-conductor platein - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 25.02.1983 117148 Int. Cl.1 G01B 7/28 H01L 21/66 CZY1ELNIA Urzedu Patentowego Twórcy wynalazku: Zygmunt Toczyski, Tadeusz Piotrowski Uprawniony z patentu: Instytut Technologii Elektronowej przy Nauko¬ wo-Produkcyjnym Centrum Pólprzewodników, Warszawa (Polska) Uklad pomiarowy profilu plytek pólprzewodnikowych iPirzedmiotem wynalazku jest uklad pomiaru pro¬ filu plytek pólprzewodnikowych przez pomiar od¬ leglosci liniowej miedzy dwiema powierzchniami granicznymi. Jedna z powierzchni stanowi odnie¬ sienie, a druga jest powierzchnia badanej plytki pólprzewodnikowej, metalowej lub dielektrycznej.W dotychczas znanych ukladach tego itypu przez pomiar zmian pojemnosci elektrycznej utworzonej badana plytka oraz powierzchnia odniesienia, któ¬ ra stanowa sonda pomiarowa lub zmiana pojem¬ nosci sondy pomiarowej w wynilku zmiany stalej dielektrycznej i przy pomiarze dielektryków, okre¬ sla sie ksztalt (badanej powierzchni. Stosujac uklad dwu sond umieszczonych po obu stronach plytki mierzy sie równdez kilinowatosc. Dla dokonania pomiaru niewielkich zmian odleglosci liniowych stosowana jest metoda pomiaru zmiany pojemnosci dwuelektrodowego (przetwornika o zmiennej odle¬ glosci elektrod, zmieniajacej sie wzajemnie po¬ wierzchni elektrod lub zmieniajacej sie stalej di¬ elektrycznej.Przetwornik pojemnosciowy dolaczony jest do ukladu (reagujacego na wzgledne przyrosty pojem¬ nosci. Uiklad pomiarowy do pomiaru pojemnosci sklada sie z generatora kontrolowanego ukladem stabilizacji, wzmacniacza napiecia odniesienia, wzmacniacza pomiarowego, detektora fazoczulego i przetwornika A/D wyswietlacza. Przetwornik po¬ jemnosciowy ukladu umieszczany jest na wejsciu wzmacniacza pomiarowego o danej opornosci wej- 10 15 20 25 30 sciowej. Wystepujace pojemnosci szkodliwe imituja szkodliwa * po jemnosc kabla laczacego przetwornik pojemnosciowy ze wzmacniaczem pomiarowym.Znany uiklad pracuje jako dzielnik napiecia. Na wejscie wzmacniacza pomiarowego doprowadzone jest napiecie zalezne od stosunku opornosci po¬ jemnosciowej utworzonej przez przetwornik pojem¬ nosciowy i próbke do opornosci wejsciowej wzmac¬ niacza pomiarowego. Na wyjsciu wzmacniacza otrzymujemy sygnal proporcjonalny do pojemnosci ibadanej przy zalozeniu, ze opornosc wytworzona przez sonde pomiarowa jest duzo wieksza od tej •opornosci wejsciowej. Znany uklad pomiarowy ze wzgledu na znaczny wplyw na pomiar pojemnosci szkodliwych wymaga stosowania krótkich, stabil¬ nych polaczen miedzy wejsciami wzmacniacza, a przetwornikiem pojemnosciowym.Warunek ten jest szczególnie distotny przy po¬ miarze niewielkich zmian pojemnosci wynikaja¬ cych z potrzeb pomiaru niewielkich przesuniec i nasuwa duzo trudnosci konstrukcyjnych. Stosowane jest niekiedy umieszczanie wzmacniacza pomiaro¬ wego bezposrednio znacznie ogranicza operatywnosc ukladu pomiaro¬ wego w róznych zastosowaniach. Poza 'tym uklad pomiarowy przedstawionego typu odznacza sie duza tlumiennoscia sygnalu, przez co ma gorsze wlasci¬ wosci szumowe.Celem wynalazku jest usuniecie wplywu szkodli¬ wych pojemnosci wnoszonych przez kabel pomia- 117148117 148 rowy przetwornika, zwiekszenie operatywnosci urzadzenia oraz zmniejszenie kosztów wytwarza¬ nia, ¦uproszczenie konstrukcja i umkniecie tlumie¬ nia sygnalu.Istota wynalazku jest umieszczenie pomiarowego przetwornika pojemnosciowego ukladu w petli ujemnego sprzezenia zwrotnego wzmacniacza po¬ miarowego.Uklad wedlug wynalazku jest uwidoczniony na przykladzie wylkonania, przedstawionymi na rysun¬ ku, który pokazuje schemat ukladu.Uklad sklada sie z generatora 1 kontrolowanego ukladem stabilizacji 7, wzmacniacza napiecia od- nde^enia 2,.wzmacniacza pomiarowego 3 o bardzo duzjrol Wzmocnieniu, detektora fazoczulego 4, prze¬ twornika A/D — 5 , wyswietlacza lub wskaznika 6.Przetwornik pojemnosciowy 8 umieszczony jest w petlj ujemnego sprzezenia zwrotnego wzmacniacza pomiarowego 3. Dzieki takiemu usytuowaniu wplyw pojemnosci szkodliwych kabla 9 d 10 jest pomijalny, a uklad pracuje bez tlumienia sygnalu.Pojemnosc szkodliwa 10 jest niwelowana poprzez niska opornosc wyjscia wtómikowego i dodatkowo obnizana dzieki sprzezeniu zwrotnemu. Pojemnosc szkodliwa 9 likwidowana jest opornoscia wejscio- lt 15 wa 11 wzmacndacza. Rozwiazanie wedlug wyna¬ lazku pozwala na umieszczanie sondy pomiarowej pojemnosciowej w znanych odleglosciach od ukla¬ du pomiarowego i niweluje szkodliwy wplyw po¬ jemnosci doprowadzen. Pozwala to na zwiekszenie zastosowan pomiarowych Ukladu pomiarowego, podniesienie jego stabilnosci oraz uproszczenie kon¬ strukcji. Uklad pomiarowy spelnia warunki wy¬ magane przy pomiarach niewdelkich zmian pojem¬ nosci i znajduje szerokie zastosowanie w diagno¬ styce i automatycznej segregacji. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad pomiarowy profilu plytek pólprzewodni¬ kowych przez pomiar odleglosci liniowej miedzy powierzchniami granicznymi, wyposazony w gene¬ rator kontrolowany ukladem stabilizacji, wzmac¬ niacz napiecia odniesienia oraz wzmacniacz pomia¬ rowy, detektor fazoczuly i przetwornik wyswietla¬ cza, znamienni tym, ze pomiarowy przetwornik pojemnosciowy (8) jest umieszczany w petli ujem¬ nego sprzezenia zwrotnego wznacniacza pomiaro¬ wego (3). WZGraf. Z-d 2 — 739/82 — 95 + 15 Cena 100 zl PL