SU538223A1

SU538223A1 - Ultrasonic method for measuring film thickness

Info

Publication number: SU538223A1
Application number: SU2158718A
Authority: SU
Inventors: Владимир Дугарович Базаров; Геннадий Балганович Доржин; Вениамин Борисович Басанов; Галина Дашиевна Цыренова; Иван Григорьевич Симаков; Александр Иванович Николаев; Константин Никитич Федоров; Игорь Борисович Яковкин
Original assignee: Институт Естественных Наук Бурятского Филиала Сибирского Отделения Ан Ссср
Priority date: 1975-07-23
Filing date: 1975-07-23
Publication date: 1976-12-05

Description

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНКИ(54) ULTRASOUND METHOD FOR MEASURING FILM THICKNESS

1one

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл измерени толщины пленок.The invention relates to instrumentation technology and can be used to measure film thickness.

Известны способы измерени толщины пленок и скорости их роста, основанныеKnown methods for measuring the thickness of films and their growth rate are based on

на различных принципах; измерени времени распространени ультразвука в изделии: измерени затухани в изделии и др, l.on different principles; measurements of the propagation time of ultrasound in the product: measurements of attenuation in the product, etc., l.

Все эти способы или сложны, или не обладают необходимой чувствите 1ьностью и точностью измерени .All these methods are either complex or do not have the necessary feel and accuracy.

Наиболее.близким по технической сущности к предложенному изобретению вл етс способ измерени толщины пленки, заключающийс в измерении затуханий ультразвуковых колебаний, вносимых пленкой, наносимой между двум преобразовател ми упругих поверхностных волн 2.The closest in technical essence to the proposed invention is a method for measuring the thickness of a film, consisting in measuring the attenuation of ultrasonic vibrations introduced by a film applied between two transducers of elastic surface waves 2.

Однако этот способ не позвол ет с достаточной точностью измер ть толщину нанесенных пленок, скорость их роста, особенно тонких, при толщинах пор дка дес т ков ангстрем.However, this method does not allow with sufficient accuracy to measure the thickness of the deposited films, their growth rate, especially thin, with thicknesses of the order of ten tens of angstroms.

Цель изобретени - повыщение точности измерени толщины пленки.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurement of film thickness.

Это достигаетс тем, что по предпоже ному способу дополнительно с помощью второго излучател , расположенного между пленкой и приемником, синфазно возбуждают упругие поверхностные колебани , а о толщине пленки суд т по суммарному сигналу излучателей, принимаемому приемником .This is achieved by the fact that in addition to the second method, which is located between the film and the receiver, elastic surface oscillations are inevitably injected into the phase, and the thickness of the film is judged by the total signal of the emitters received by the receiver.

На чертеже изображена блок-схема установки дл реализации способа, содержаща подложку 1, генератор 2 упругих колебаний, основной излучатель 3, дополнительный излучатель 4, приемник 5, усилитель 6 и регистрирующее устройство 7.The drawing shows a block diagram of an installation for implementing the method, comprising a substrate 1, an oscillator 2, a primary radiator 3, an additional radiator 4, a receiver 5, an amplifier 6 and a recording device 7.

Способ заключаетс в следующем.The method is as follows.

На подложку нанос т три одинаковых преобразовател упругих поверхностных волн, на два из которых (излучатели) подаетс одинаковый (синфазный) сигнал, а на третьем (приемнике) регистрируетс интерференционна картина от первых двух или возмущение этой картины, вносимое пленкой, наносимой между ними. Рассто ние между двум излучател ми выбирает5 с таким образом, чтобы сигнал от основного иа учател приходил на дополнительный в противофазе и на приемнике фиксировалс минимум интерференционной картины . При нанесении пленки в зазор между излучател ми интерференци нарушаетс , полученный сигнал с приемника усиливаетс усилителем 6 и регистрируетс устройством 7, которое можно проградуировать по толщине наносимой пленки. Данный способ повышает точность измерени толшины, поскольку, в отличие от прототипа, измер ет искомые величины не по затуханию ультразвуковых колебаний что невозможно дл очень тонких пленок, а по возмущению, вносимому наносимой пленкой в интерференционную катину от двух преобразователей. Изобретение позво л ет регистрировать адсорбированный слой воздуха или любого другого газа, что наблюдаетс уже при вакууме 10 мм рт.сто ба. 3 3 о б р е Формула и тени Ультразвуковой способ измерени толшины пленки, заключающийс в том, что в подложке, на которую нанесена пленка, возбуждают упругие поверхностные колебани с помощью излучател и принимают посредством приемника колебани , прошедшие через подложку с пленкой, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, дополнительно с помощью второго излучател , расположенного между пленкой и приемником, синфазно Ьозбуждают упругие поверхностные колебани , а о толщине пленки суд т по суммарному сигналу излучателей, принимаемому приемником. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Палатник Л. С., Зайчик Р. И., Гладких Н. Т., Коткевич В. И. Методы иэмерени толшины тонких пленок, обзор, ж. Заводска лаборатори , 1968г., 34 N9 2, стр. 180-19О. 2.Авторское свидетельство№ 198691, кл. Q О1 В 17/02, 1963 г.Three identical transducers of elastic surface waves are applied to the substrate, two of which (emitters) are fed the same (in-phase) signal, and the third (receiver) records the interference pattern from the first two or the disturbance of this picture made by the film applied between them. The distance between the two emitters selects 5 s so that the signal from the main transmitter arrives at the additional one in antiphase and the minimum of the interference pattern is fixed at the receiver. When a film is deposited into the gap between the radiators, the interference is violated, the received signal from the receiver is amplified by amplifier 6 and recorded by device 7, which can be graduated over the thickness of the applied film. This method improves the accuracy of measuring the thickness, since, unlike the prototype, it measures the values sought not by the attenuation of ultrasonic vibrations, which is impossible for very thin films, but by the disturbance introduced by the applied film to the interference katin from two transducers. The invention makes it possible to register an adsorbed layer of air or any other gas, which is observed already at a vacuum of 10 mm Hg. 3 3 about the formula and shadows The ultrasonic method of measuring the thickness of the film, which consists in the fact that in the substrate on which the film is applied, excite elastic surface oscillations by means of the radiator and receive by means of a receiver oscillations that pass through the substrate with the film, characterized by that, in order to increase accuracy, additionally with the help of a second radiator located between the film and the receiver, elastic surface oscillations are inevitably injected into the phase, and the thickness of the film is judged by Imama receiver. Sources of information taken into account in the examination: 1.Palatnik L.S., Zaychik R.I., Gladkikh N.T., Kotkevich V.I. Methods and measurement of thin film thickness, review, g. Factory laboratory, 1968, 34 N9 2, p. 180-19О. 2. Author's certificate number 198691, cl. Q O1 B 17/02, 1963