SU1044973A1 - Устройство фотометрического контрол оптической толщины пленок,напыл емых в вакууме - Google Patents

Устройство фотометрического контрол оптической толщины пленок,напыл емых в вакууме Download PDF

Info

Publication number
SU1044973A1
SU1044973A1 SU823442965A SU3442965A SU1044973A1 SU 1044973 A1 SU1044973 A1 SU 1044973A1 SU 823442965 A SU823442965 A SU 823442965A SU 3442965 A SU3442965 A SU 3442965A SU 1044973 A1 SU1044973 A1 SU 1044973A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
unit
divider
signal
input
differentiation
Prior art date
Application number
SU823442965A
Other languages
English (en)
Inventor
Вячеслав Дмитриевич Введенский
Зиновий Эльевич Эльгарт
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1705
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 Предприятие П/Я А-1705 filed Critical Предприятие П/Я А-1705
Priority to SU823442965A priority Critical patent/SU1044973A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1044973A1 publication Critical patent/SU1044973A1/ru

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к контроль но-измерительной технике и может быть использовано, например, в приборостроении дл  контрол  толщины напыл емых в вакууме, пленок. Известно устройство фотометрического контрол  оптической толщины пленок, напыл емых в вакууме, со держащее источник света, установленные последовательно по ходу светового луча монохроматор и фотоприемник , блок дифференцировани , блок повторного дифференцировани , блок сравнени  и блок управлени  процессом напылени  Cl. Недостатком известного устройства  вл етс  то, что с его помощью можно измер ть лишь равнотолщинные слои при h k Л/4, где Л- длина волны излучени , при этом длина вол ны фиксирована, Цель изобретени  - обеспечение возможности контрол  неравнотолщинных пленок. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство фотометрическог |контрол  оптической толщины пленок, напыл емых в вакууме, содержащее источник света, установленные последовательно по ходу светового луча монохроматор и фотоприемник, блок дифференцировани , блок повтор кого дифференцировани , блок сравнени  и блок управлени  процессом напылени , снабжено преобразователем , делителем с блоком коммутации блоком ввода и обработки информации фотоприемник, преобразователь, блок дифференцировани , блок повторного дифференцировани , делитель с блоком коммутации, блок сравнени  и блок управлени  процессом напылени  соединены последовательно, первый и второй выходы блока ввода и обработ ки информации соединены соответстве но с вторыми входами блока сравнени  и делител  с блоком коммутации, блок дифференцировани  соединен с третьим входом делител  с блоком коммутации. На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 график зависимости сигнала на выходе блока ввода и обработки информации от величины И; на фиг.З .график зависимости Afi/L ошибки измерени от Н. Устройство состоит из источника света, монохроматора 2, соединенных последовательно фотоприемника 3, преобразовател  4, блока 5 дифферен цировани , блока б повторного дифференцировани , делител  7 с блоком коммутации, блока 8 сравнени  и бло ка 9 управлени  процессом напылени  блока 10.ввода и обработки информации , соединенного с вторыми входами делител  7 с блоком коммутации и бл ка 8 сравнени . Блок 9 управлени  процессом напылени  предназначен дл  контактировани  с вакуумной камерой 11, в которой производитс  напыление и устанавливаетс  источник 1 света. Устройство работает следующим образом . Зависимость сигнала О (t) на выходе фотоприемника 3 от времени- t при нанесении сло  пленки- при условии, что темп осаждени  V вещества за врем  нанесени  сло  пленки посто нен , определ етс  выражением . . A-t-Dcoa 4Ж.1, ViNt где Vi - -оптическа  толщина; Т - коэффициент пропускани  нанесенного сло ; А и D - величины, характеризуемые оптическими свойствами покрыти  и завис щие от Vi показател  преломлени  осажденного вещества, от Ио показател  преломлени  подложки и h,( - показател  преломлени  среды, в которой происходит процесс нанесени  сло ; В - коэффициент, завис щий от светового потока на. входе оптической схемы устройства, от пропускани  оптического тракта и от чувствительности .Фотоприемника 3. Из выражени  (1) видно, что функци  иЯ) будет принимать, свои экстремальные (U(-t) B/A+D t B/A-D) значени  в случае, когда .itl, что соответствует моментам времени, когда . )-Kгде К 0,1,2...; 1 - длина волны излучени ; d - геометрическа  толщина. Известнр, что при достижении функцией экстремума ее перва  производна  . 60 (t) равиа нулю. В моменты времени, когда 30-(t)/(, можно регистрировать информационнвт Сигнал, не учитыва  численных знаени  коэффициентов А, B,D , ошибки в пределении которых значительным бразом.с казьшаютс  на точности опреелени  коэффициента пропускани , а следовательно, и на точности опеделени  оптической толщины сло  ленки. Производитс  регистраци  моментов, когда К Д-/4. Из выражени  (1) видно, что оптическа  толщина сло  t входит в аргумент гармонической составл ющей CX3S функции U (i) . Таким образом, зна  аргумент 41Г/Д,11 или величину, однозначно им определ емую, можно контролировать ;оптические толщины наносимых слоев Пленки и прерывать процесс нанесени  в момент достижени  величиной, однозначно определ емой .аргумент, шеред заданного значени . В началеработы устройства сигнал после фотоприемника 3 на входе преобразовател  4 описываетс  выра жением (1), На выходе преобразовател  4 получаетс  обратное значени входноГ-о сигнала i A- Dcos- nvt BblXV uio 6 Затем преобразованный сигнсший,), поступает на вход блока5 дифференцировани , на выходе которого по| вл етс  сигнал di ebtxA) А% Vi JsiM-Y yiVt л Сигнал с выхода блока 5 диффepe цировани  поступает на вход блока 6 повторного дифференцировани , на выходе которого по вл етс  сиг . нал ««.- V --Hfbf Это делаетс  дл  того, чтобы в результате последующих действий получить функцию, однозначно завис |щую от оптической толщины наносимой пленки и других известных величин (h, V , А. ) и не завис щую от козффициентов А, В и Т) ( см.выражение 1 т.е. избавитьс  от недостатков, при сущих методу фотометрировани  при фиксированной длине волны, и сравнить в блоке 8 сравнени .сигнал, оп сываемый этой функцией, с сигналом вырабатываемым блоком 10, в резуль тате ввода в него заранее заданных значений: h ,   , Л , V . t . Делитель 7 производит деление сигнала, поступающего с выхода блока 5 дифференцировани  (см.выражение 5), на сигнал поступающий с выхода блока б повторного диффереацировани  (см. выражение б), дл  получени  с выхода делител  7 функции вида bburTS -b2 f- -ii 9ш- jMV либо после перекоммутации его входов он осуществл ет деление сигнала , поступающего с выхода блока б (см.формулу 6), на сигнал, поступаьэщий с выхода блока 5 (см. формулу 5), дл  по/гучени  на выходе делител  7 сигнала, описываемого Функцией вида . . -.Ibou-. .t--u;ciguut J,msAf ; Перекоммутаци  входа делител  7 производитс  в зависимости от величины ,. Сигнал на перекоммутацию входов делител  7 поступает от управл кнцего выхода блока 10 ввода и обработки информации в результате обработки поступающих в блок 10 входных данных: -И, h , V , А . Таким образом, в зависимости от Н (фиг.2)сигнал на выходе делител  7 будет измен тьс  либо как функци  l/wtg-cj i при 1Г/4+ТК Е 2Т/ , либо как функци  (ff при + -Г(к-1)Н«5Г/4 +Г(К-1), где К 0,1..., и будет соответственно сравниватьс  в блоке 8 сравнени  либо с сигналом, соответствующим величине либо с сигналом, соответствук цим величине . , cucigfH, поступающим с второго блока 10 и однозначно завис щим от заданной оптической толщины сло  и от |других известных параметров процесса (от VI - показател  преломлени  вещества наносимого сло ; от V - скорости осаждени  вещества; от Л- ллины волны, на которой ведетс  фотометрирование ). В момент равенства сигналов, поступающих на входы блока 8 сравнени  (l/a-Ko-CtJ-t п либо оу ctgUJt )ct| Н 47С/Л.И V-fc ; H- --7ViV-t 1i) , т.е. когда- on-. |Тическа  толщина нанесенного сло  ленки И равна заданной , на выходе блока 8 по вл етс  сигнал, поступающий на блок . 9 управлени  процессом напылени  и прерывающий напыление. Предлагаемое устройство позвол ет вести контроль оптических толщин многослойных покрытий непосредственно -по детали { без применени  свидетелей специальных подложе количество которых равно количеству разнородных слоевi вход щих в многослойное покрытие), так как и формулы, описывающие сигналы, посту паюпоие в блок В сравнени , не входит коэффициент А, завис щий от показател  преломлени  подложки Ид . Изменение вида выходного сигнал делител  7 (перекоммутайи  входов) и значени  сигнала на втором выходе блока 10 в зависимости от величины Н, вырабатываемой в блоке 1 ( см.выражени  7-11), введено с той целью, чтобы сравнение сигналов BI блоке 8 происходило на асимптотичес ких участках кривых (фиг.2), т.е. там, где (arctgX)x -гпГ5 ( тоже и дл  arcctg X). Как видно из фиг.З, максимальна  относительна  ошибка (uV ) будет при значени х + КSr/2 (К 0,1...), и ошибка быстро уменьшаетс , стрем сь к нулю,когда Л стремитс  к значени м: К7Г/2 ( ,1...) . Дри и)- КК72, т.е. когда зависимость сигнала., поступающего с выхода делител  7, от w€ принимает асимптот ческий характер, значение величины сигнала, поступающего с второго вы хода блока 10, дл  сравнени  с блока 8 с величиной сигнала, поступаю щей с выхода делител  7, может регулироватьс  в зависимости от тре буемой точности контрол . Кроме того, существенно снижаетс  вли ние:на точность контрол  дисперсии, технологических колебаний показателей преломлени  ,И , и) и технологических колебаний скорости осаждени  вещества (V), так как сравниваемые величины (см. выражени  8-12) не завис т от коэффициентов А и D, которые  вл ютс  функци ми от Ио, и и V1 , а изменение показател  преломлени  осаждаемого вещества ЛИ  вл етс  функцией от изменени  скорости осаждени  вещества, Л-У , , uV и йи  вл ютс  функци ми, завис щими от Изменени  остаточного давлени  в вакуумной камере, также исключена возможность результата контрол  от абсолютного значени  светового потока на входе оптической системы и зависимость результата контрол  от спектральной чувствительности фотоприемника 3 и спектрёшьного коэффициента пропускани  оптической сис темы , так как в выражени  (7), (8), (10) и (11) не входит коэффици евт В. При этом относительна  ошибка (uii/) в определении оптической толщины Наносимого сло , возникающа  в случае отклонени  от заданных значений коэффициента преломлени  и скорости осаждени  наносимого вещества , когда Н f т.е. когда относительна  ошибка будет максимальной (фиг.З), будет равна следующей величине. Пусть действительное значение показател  преломлени  наносимого вещества и , (И и ), а скорости осаждени  -V, (V7n) и пусть #---V- , Тогда в момент поступлени  команды на прерывание процесса нанесени  сигналы,, поступающие в блок 8 сравнени , будут равны, т.е. mc-tgt4;t aC H (то же и . Отсюда следует, что V,Vctг иd- Vct Ж d л л Л ,.,,..Wv .с(ГШ1Д-)и(3 г о ООП , MV ( .,02- ,7779 po(j, ДТ yifl-vid &Vi у-Via-- - 0,7854 poqна -ii 0,7654-0,7779 „, .Таким образом, максимальна  отосительна  ошибка при контроле опической толщины на носимого сло  при ыполнении услови  (12) не превышат 1%. Предлагаемое устройство обеспечиает возможность получени  покрытий с оптическими толщинами Ch) , не кратными Л/4(Ь; кЛ/4), что позвол ет на рактике получать рассчитанные конструкции покрытий.с повышенными требовани ми к форме спектральной кривой пропускани  (отражени ) и наперед заданными параметрами, возожность контрол  без применени  сменных свидетелей. Экономический эффект от внедрени  изобретени  составит 200 тыс. руб. (f Фиг. 2

Claims (1)

  1. УСТРОЙСТВО ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНОК, НАПЫЛЯЕМЫХ В ВАКУУМЕ, содержащее источник света, установленные последовательно по ходу светового луча монохроматор и фотоприемник, блок дифференцирования, блок повторного дифференцирования, блок сравнения и блок управления процессом напыления, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности контроля неравнотолщинных пленок, оно снабжено преобразователем, делителем с блоком коммутации и блоком ввода и обработки информации, фотоприемник, преобразователь, блок дифференцирования, блок повторного дифференцирования, делитель с блоком коммутации, блок сравнения и блок управления процессом напыления соединены последовательно, первый и второй выходы блока ввода и обработки информации соединены соответственно с вторыми входами блока сравнения и делителя σ блоком коммутации, блок дифференцирования соединен с третьим входом делителя с блоком коммутации,.
    >
SU823442965A 1982-05-21 1982-05-21 Устройство фотометрического контрол оптической толщины пленок,напыл емых в вакууме SU1044973A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823442965A SU1044973A1 (ru) 1982-05-21 1982-05-21 Устройство фотометрического контрол оптической толщины пленок,напыл емых в вакууме

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823442965A SU1044973A1 (ru) 1982-05-21 1982-05-21 Устройство фотометрического контрол оптической толщины пленок,напыл емых в вакууме

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1044973A1 true SU1044973A1 (ru) 1983-09-30

Family

ID=21013384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823442965A SU1044973A1 (ru) 1982-05-21 1982-05-21 Устройство фотометрического контрол оптической толщины пленок,напыл емых в вакууме

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1044973A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2671927C1 (ru) * 2018-01-19 2018-11-07 Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" Способ определения толщин слоев многослойного покрытия в процессе напыления оптических элементов

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР 353595, кл. С 23 С 13/04, G 02 В 5/28, 1973. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2671927C1 (ru) * 2018-01-19 2018-11-07 Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" Способ определения толщин слоев многослойного покрытия в процессе напыления оптических элементов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1084148A (en) Electro-optical ranging system for distance measurements to moving targets
JPH07181007A (ja) 干渉計応用測定装置
US3744916A (en) Optical film thickness monitor
SU1584759A3 (ru) Фотометрическое устройство дл измерени и управлени толщиной оптически активных слоев
CA1288163C (en) Film thickness measuring method and device therefor
US4647205A (en) Method and interferometer for the measurement of short distances
US4430565A (en) Correlating fiber optical measuring device
JPS58103604A (ja) フイルムの厚さ測定方法及び測定装置
SU1044973A1 (ru) Устройство фотометрического контрол оптической толщины пленок,напыл емых в вакууме
JPS63253239A (ja) 溶液監視方法
WO2020158506A1 (ja) 濃度測定装置
US5640015A (en) Pyrometer electromagnetic radiation measuring device
US3781911A (en) Apparatus for monitoring thickness of evaporated film
JPS5948605A (ja) 透明基板にデポジツトされる膜の厚みの測定デバイス
JPS6435306A (en) Incidence angle determining method for refractive index and film thickness measurement
JP2000028484A (ja) 薄膜の光学定数測定方法及びこの装置
SU1735712A1 (ru) Устройство дл контрол толщины пленок многослойных покрытий в процессе напылени
JPH03237304A (ja) 薄膜作製装置
SU504080A1 (ru) Интерференционный датчик измерени углов поворота объекта с отражающей поверхностью
GB2133539A (en) The production of multiple coating systems
JPH01274002A (ja) レーザ測長器
JPS6036911A (ja) 光学的計測装置
JP2970020B2 (ja) コーティング薄膜の形成方法
US5345076A (en) Optically trimmed sensor for reducing influence of differential node losses
FI66690B (fi) Foerfarande och interferometer foer maetning av korta straeckor med hjaelp av ickekoherent ljus