SU1226048A1 - Устройство дл измерени внутренних напр жений в тонких пленках - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к исследованию напр жений в тонких пленках оптическими методами. Цель изобретени  - увеличение чувствительности и расширение функциональных возможностей за счет измерени  толщины пленки . Устройство снабжено полупрозрачным выпуклым зеркалом, расположенным между источником света и измерительным экраном выпуклостью к нему, плоским зеркалом, расположенным между измерительным экраном и подложкой, и фотоприемником, установленным за подложкой , а измерительный экран и подложка выполнены из оптически прозрачного материала. 1 ил. (Л С IND 1с о: о 4: 00

Description

i

Изобретение относитс  к исследованию напр жений в тонких пленках оптическими методами.

Цель изобретени  - увеличение чувствительности и расширение функциональных возможностей за счет измерени  толщины пленки.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  измерени  внутренних напр жений в тонких пленках содержит последовательно расположенные вдоль оптической оси источник 1 когерентного света, измерительный экран 2, подложку 3 дл  пленки 4, полупрозрачное выпуклое зеркало 5, расположенное между источником 1 света и измерительным экраном 2 выпуклостью к нему, плоское зеркало 6, расположенное между измерительным экраном 2 и подложкой.3, и фотоприемник 7, установленный за подложкой 3, а измерительный экран 2 и подложка 3 выполнены из оптически прозрачного материала. Подложка 3 с пленкой 4, плоское зеркало 6 и фотоприемник 7 расположены в вакуумной камере 8.

Устройство работает следующим образом .

Излучение источника 1 когерентного света направл ют нормально к поверхност м полупрозрачного выпуклого зеркала 5 и оптически прозрачного измерительного экрана 2 в вакуумную камеру 8 на зеркало 6, которое направл ет излучение на подложку 3 с пленкой 4. Часть излучени , проход  через подложку 3 с пленкой 4, попадает на фотоприемник 7, обеспечивающий контроль толщины пленки 4 в процессе роста. Отраженна  от подложки 3 с пленкой 4 часть излучени  зеркалом 6 направл етс  на полупрозрачное зеркало 5, отражающее его на измерительный экран 2, обеспечивающий регистрацию изменени  отклонени  луча света от поверхности подложки 3 с пленкой 4.

Чувствительность устройства М. вследствие кривизны поверхности полупрозрачного выпуклого сферического зеркала 5 возрастает по сравнению с чувствительностью известного устройства и составл ет

Ц{ 21Cl .hY4 -COSy))

,, (1

П - - -. - а

S

1) t f

2260482

где мен етс  в пределах от О до величины, удовлетвор ющей соотношению

5 ().h(Y + -|-) t)

а у определ етс  по соотношению

10

Y xrc si(+l)sih4 -4 , (i)

где Ч - угол между падающим и отра

жающимс  от подложки с пленкой лучами света; L - рассто ние от подложки с

пленкой до полупрозрачного выпуклого зеркала; R - радиус зеркала; S - рассто ние от выпуклого зеркала до измерительного экрана;

b - величина перемещени  светового луча в предлагаемом устройстве; а - величина перемещени  луча

в известном устройстве. Величина внутренних механических напр жений пленок определ етс  по формуле

.Jsd.c

(1-))

(М

где EJ - модуль Юнга подложки; d. - толщина подложки; S - изгиб свободного конца подложки ;

1 - длина подложки; df - толщина подложки; коэффициент Пуассона подложки , а изгиб подложки

5:.

ье

2M(e+s)

(S)

Из соотношений (4) и (5) следует, что вследствие большей чувствительности устройства к прогибу подложки в М раз, в такое же количество раз возрастает и чувствительность устройства к величине внутренних механических напр жений.

П р им е р. Устройство выполн ют на основе вакуумного поста ВУП-4, гелий-кадмиевого лазера ЛГ-63, выпуклого зеркала радиусом 2 см, плоского алюминиевого зеркала и фотоприемника на основе фотодиода ФД-3.

Чувствительность устройства при размерах L 1 м, S 0,5 м, R 2 см и длине подложки 1 22 мм превышает чувствительность известного в 6 раз. Ошибка в определении величины внутренних напр жений пленок с помощью предлагаемого устройства не превьппа- ет 1%, а точность измерени  толщины пленок в процессе напылени  составл ет 0,01 мкм. Температура подложки регулируетс  в пределах 150-500 С.

Предлагаемое устройство позвол ет повысить чувствительность и точность измерени  внутренних напр жений тонких пленок, обеспечивает возможность исследовани  внутренних напр жений тонких пленок на всех стади х роста, включа  начальные, при различных температурах подложки.

Изобретение позвол ет уменьшить габаритные размеры устройства, что дает возможность осуществл ть одновременный контроль толщины пленки и изучить кинетику внутренних напр же226048-4

НИИ в течение всего технологического процесса формировани  пленки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5

   Устройство дл  измерени  внутрен- . них напр жений в тонких пленках, содержащее последовательно расположенные вдоль оптической оси источник

   to когерентного света, измерительный.

   экран и подложку дл  пленки, о т л и- .чающеес  тем, что, с целью увеличени  чувствительности и расширени  функциональных возможностей

   )5 за счет измерени  толщины пленки, оно снабж ено полупрозрачным выпуклым зеркалом, расположенным между источником света и измерительным экраном выпуклостью к нему, плоским

   20 зеркалом, расположенным между измерительным экраном и подложкой, и фотоприемником , установленным за подложкой , а измерительный зкран и подложка выполнены из оптически про25 зрачного материала.

   с едактор О.Юрковецка 

   Составитель Б.Евстратов Техред Н.Бонкало

   Заказ 2110/28Тираж°670Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4

   Корректор А. Обручар