170602. lajstromszámú szabadalom • Rezgőkvarcos digitális rendszerű rétegvastagságmérő berendezés
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY 170602 itfÉk Nemzetközi osztályozás: fgp Bejelentés napja: 1975. V. 05. (MU-540) G01B 7/00 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1977. II. 28. Megjelent: 1978. III. 31. Feltalálók: Bán András okleveles műszermérnök, Fábián István okleveles fizikus, Budapest Tulajdonos: Műszeripari Kutató Intézet, Budapest Rezgőkvarcos, digitális rendszerű rétegvastagságmérő berendezés 1 A találmány tárgya rezgőkvarcos digitális rendszerű rétegvastagságmérő berendezés. A vákuumban párologtatott rétegek és mikroáramkörök előállításánál a keletkező réteg vastag- 5 ságát általában rezgőkvarcos rétegvastagságmérő műszerrel mérik. A vákuumtérben elhelyezett rezgőkvarc érzékelő kristály rezgési jellemzői a rácsapódó mérendő réteg hatására megváltoznak. A korábban használatos analóg rendszerű rétegvastag- 10 ságmérő berendezések az érzékelő kristály rezonanciafrekvenciájának megváltozását használják fel a réteg vastagságának meghatározására. Az analóg rendszereknél a mérésre használható frekvencia elhangolás tartománya 100 kHz nagyságrendű. A vá- 15 kuumpárologtatási technika újabban igényli a többrétegű rendszerek egy folyamatban történő előállítását, így az eredő réteg vastagsága végül is olyan nagy, hogy a 100 kHz körüli frekvencia elhangolással már nem mérhető a kialakult réteg 20 vastagsága. Az analóg rendszerek további hátránya, hogy a frekvencia elhangolódás nem lineáris érzékenységet jelent és ennek korrekciója a teljes mérési tartományban csak korlátozott pontossággal lehetséges. 25 Azok a megoldások, amelyek digitális frekvencia elhangolás mérőt, vagy analóg-digitál konvertert kapcsolnak össze analógrendszerű rétegvastagságmérőkkel, a fent említett hibák miatt nem tudják 30 At = K • Q • Ad kihasználni a digitális technika nagy pontosságát és felbontó képességét. A mérési tartomány kiterjesztésére terjedtek el a digitális rendszerű rétegvastagságmérő berendezések. Ezeknél a rendszereknél egyrészt a frekvencia elhangolás legalább egy nagyságrenddel felülmúlja az analóg rendszerét, másrészt a digitális rendszereknél a mérési elvként használt periódusidő megváltozása a teljes mérési tartományban lineáris összefüggést eredményez a mérendő réteg vastagságával. Az analóg rendszer korlátait a digitális rendszer még olyan vonatkozásban is feloldja, hogy lehetővé válik közvetlen számítógépes vezérlés a párologtatási folyamatoknál, továbbá az adatok feldolgozása is ezen az elven gépesíthető. A digitális rendszer további előnye, hogy amíg az analóg rendszerek integráltsági foka a felhasznált alkatrészeket illetően 40-50% körüli, addig ez a szám a digitális rendszereknél a 90-95%-ot is eléri. Ez biztosítja az áramkörök viszonylagos egyszerűsítését és a készülékek műszaki paramétereinek javítását, feleslegessé téve az analóg rendszereknél az egyedi alkatrészekből készülő áramkörök munkaigényes bemérését és az alkatrészek válogatását. Az érzékelő kristály rezgési periódusidejének megváltozását a következő összefüggés határozza meg: (1) 170602
