167641. lajstromszámú szabadalom • Rezgőkvarcos analóg rendszerű rétegvastagságmérő berendezés
SZABADALMI 167641 MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY /^!JÉp%s Nemzetközi osztályozás: MSwh G 01 b 7/00 IIP Bejelentés napja: 1974. II. 7. (MU-517) ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1975. vi. 28. Megjelent: 1978. XI.15. Feltaláló(k): Bán András, oki. műszermérnök, Fábián István, oki. fizikus, Budapest Tulajdonos: Műszeripari Kutató Intézet Budapest Rezgókvarcos, analóg rendszerű rétegvastagságmérő berendezés 1 A találmány tárgya analóg rendszerű rétegvastagságmérő berendezés. Vákuumban párologtatott réteg és mikroáramkörök előállításánál a réteg jellemzőit általában analóg rendszerű, rezgókvarcos rétegvastagságmérő műszerrel mérik. A vákuumtérben elhelyezett mérőkristálynak a felületére lecsapódott réteg tömegével összefüggő frekvenciaeltolódását használják fel a keletkező réteg jellemzőinek meghatározására. Az érzékelő kristály frekvenciaeltolódását a következő összefüggés határozza meg. f2 Am f = _ (i) N íq F ahol f= a mérőkristály kiindulási frekvenciája Af= a mérőkristály frekvenciaeltolódása N= a mérőkristály frekvenciaállandója Vq= a mérőkristály sűrűsége F= a mérőkristály felülete Am = a mérőkristály F felületére egyeneltesen lecsapódott mérendő réteg tömege. Az összefüggésből látható, hogy a frekvenciaeltolódás egyenesen arányos a lecsapódott réteg tömegével. Az eddig ismeretes analóg rendszerű berendezések a lecsapódott réteg tömegével arányos frekvenciáéi tolódást, illetve a frekvenciaeltoló dási sebességet mérik és az ebből előállított villamos jelet használják fel a mérendő réteg tulajdonságainak közvetett meghatározására. Az eddig ismeretes analóg rendszerű beren-167641 10 15 20 25 30 dezés egyik jellemző megvalósítása az 1. ábra szerinti. A vákuumtérben elhelyezett 1 mérőkristály 2 mérőoszcillátor hangoló eleme. A mérés alatt lecsapódó réteg tömegének hatására a mérőkristály f kiindulási frekvenciája f—Af-re változik. A mérőoszcillátor és a hangolható 3 referencia oszcillátor frekvenciájának különbségét a 4 keverőfokozat állítja elő. A különbségi frekvenciás jel 5 impulzusformálón keresztül a 6 frekvenciafeszültség átalakítót vezérli. A különbségi frekvenciával arányos egyenfeszültséget a 7 kijelző műszer mutatja. A 2 mérő oszcillátor és 4 keverőfokozat közé fix oszcillátorral összekapcsolt további keverőfokozat beiktatása is ismeretes, mellyel a 3 referencia oszcillátor frekvenciájának csökkenése érhető el. Az (I) összefüggés és az 1. ábra szerinti berendezés működési leírása alapján megállapítható, hogy az eddig ismeretes analóg berendezések nem alkalmasak a lecsapódott réteg vastagságának közvetlen meghatározására, mivel a mérési eredmények a lecsapódott réteg tömegétől függő frekenciaeltolódás formájában jelentkeznek. A kialakult réteg vastagságát csak átszámítással, vagy nomogram segítségével lehet meghatározni, a réteg sűrűségének utólagos figyelembevételével. A vákuumpárologtatási technológiában egyre inkább előtérbe kerülő gyors, egymás után következő párologtatásnál az eddig ismeretes analóg berendezések nem használhatók. A két vagy több különböző sűrűségű komponensből előállított rétegeknél, vagy különböző sűrűségű anyagokból felépített rétegrendszereknél az eddig ismeretes analóg berendezések nem
