Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гоулдстей Дж. -> "Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Том 1" -> 82

Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Том 1 - Гоулдстей Дж.

Гоулдстей Дж., Ньюбери Д., Эчлин П., Джой Д., Фиори Ч., Лифшин Э. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Том 1 — М.: Мир, 1984. — 348 c.
Скачать (прямая ссылка): rastovayaelektronnayamicroskopiya1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 139 >> Следующая

10.5.1. Оценка толщины покрытия
Можно предположить, что при термическом испарении в высоком вакууме все
молекулы пара выходят из любого участка поверхности испарителя, не имея
преимущественного направления, и проходят к поверхности подложки без
соударения с молекулами остаточных газов. Вводя для частиц пара угол
падения на образец и предполагая, что все падающие молекулы пара имеют
одинаковый коэффициент конденсации, можно рассчитать распределение
толщины покрытия. Формулу, приведенную ниже, можно использовать для
расчета толщины покрытия на плоской невращающейся поверхности,
расположенной под углом 0 относительно источника, по известному
количеству испаряемого материала:
Т = М cos 0/4я#2р, (10.1)
где Т - толщина, см; М - масса испаряемого вещества, г; р - плотность, г-
см_3, R - расстояние от источника до образца, см и 0 - угол между
нормалью к образцу и направлением испарения. Если геометрическое
расположение испарительного устрой-
Методы нанесения покрытий
213
ства и подложки известно и если интересуемый материал испаряется медленно
и не образует сплава с нагревателем, то по уравнению (10.1) с точностью
±50% можно рассчитать толщину. Предполагается, что испарение идет из
точечного источника и происходит одинаково во всех направлениях.
Погрешность в значении Т обусловлена частично неопределенностью
коэффициента прилипания атомов испаряемого вещества на подложке.
Эффективность прилипания зависит от материала и редко бывает лучше 75%.
Следовательно, значение толщины, рассчитанное по формуле (10.1), следует
уменьшить, умножив на коэффициент прилипания (приблизительно 0,75).
Толщина покрытия в нанометрах, которая может быть получена при нанесении
покрытия диодным распылением, дается выражением
T = CVtk! 10, (10.2)
где С - разрядный ток плазмы в мА, V-ускоряющее напряжение в кВ, t -
время в мин и k - постоянная, зависящая от бомбардирующего газа и
материала мишени. Постоянную k можно рассчитать для каждого устройства
для нанесения покрытия распылением, материала мишени и бомбардирующего
газа по данным экспериментальных измерений.
10.5.2. Контроль толщины в процессе нанесения покрытия
В настоящее время имеется ряд различных методов измерений, отличающихся
по чувствительности и точности. Измерительные устройства размещаются в
камере, предназначенной для нанесения покрытий, близко к образцу, и с их
помощью измеряют толщину в процессе нанесения покрытия. Можно измерять
плотность потока пара испаряемого вещества, либо измеряя количество актов
ионизации, которая имеет место, когда молекулы пара соударяются с
электроном, либо измеряя силу, с которой налетающие частицы действуют на
поверхность. Для всех испаряемых материалов можно использовать
массочувствительные устройства. В основе их действия лежит определение
веса осаждаемого вещества на микровесах или регистрация изменения частоты
колебаний маленького кварцевого кристалла, на который осаждается
испаряемое вещество. В контрольном устройстве для измерения толщины
тонких пленок с помощью кварцевого кристалла резонанс имеет место при
частоте, зависящей от массы материала, осаждаемого на поверхность.
Частота колебаний "нагруженного" кристалла сравнивается с частотой
чистого кристалла, и уменьшение частоты является мерой толщины пленки.
Типичное значение чувствительности для контрольного устройства с
кристаллом составляет изменение часто-
214
Глава 10
ты в 1 Гц для эквивалентной пленки углерода толщиной 0,1 нм, алюминия -
0,13 нм и золота - 0,9 нм. Величина погрешности для таких устройств
составляет примерно ±0,1 мкг/см2. Умножая эту погрешность на плотность
испаряемого вещества, можно определить погрешность определения толщины
пленки.
Можно также контролировать специфические свойства пленок, например
поглощение, пропускание и отражение света и интерференционные эффекты,
используя оптические измерительные устройства. Толщину пленок проводящих
материалов можно контролировать по измерению сопротивления in situ, а
толщину покрытий из диэлектрических материалов - по измерению емкости.
Дальнейшее усовершенствование большинства таких методов in situ
заключается в том, чтобы использовать их для контроля процесса нанесения
покрытий.
10.5.3. Измерение толщины после нанесения покрытия
Наиболее точные измерения толщины пленки производятся на самих пленках. В
основе таких методов лежат оптические и гравиметрические измерения, а
также поглощение и эмиссия рентгеновского излучения. Наибольшую точность
обеспечивает многолучевая интерферометрия, и в зависимости от
используемого метода можно получить точность в пределах 1 или 2 нм. Для
проверки толщины пленки можно использовать метод Фи-зо, который
заключается в нанесении отражающего покрытия поверх ступеньки осажденной
пленки и в измерении серии интерференционных полос. Толщину пленки можно
измерить также, делая срезы плоских кусков смолы, на которые было
нанесено покрытие, и измеряя толщину слоя металла с помощью
Предыдущая << 1 .. 76 77 78 79 80 81 < 82 > 83 84 85 86 87 88 .. 139 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed