И технологических режимов их нанесения

Измерение толщины пленок

Метод микровзвешивания состоит в определении приращения массы D m подложки после нанесения на нее пленки. В предположении, что вещество пленки равномерно распределено по поверхности с плотностью, равной плотности массивного вещества, среднюю толщину пленки определяют по формуле

,

где – площадь пленки на подложке; – удельная масса нанесенного вещества, которая может изменяться в зависимости от условий проведения технологического процесса (остаточного давления, загрязнений молекулами газа и др.). Чувствительность метода взвешивания составляет 1...10 мкм/м и зависит от чувствительности весов и площади пленки на подложке.

Метод многолучевой интерфермометрии, применяемый для измерения толщины непрозрачных пленок, основан на наблюдении в микроскоп интерференционных полос, возникающих при рассмотрении в монохроматическом свете двух поверхностей, расположенных под углом друг к другу. Перед измерением на образце получают ступеньку. Для этого маскируют часть подложки при осаждении пленки или химически удаляют часть осажденной пленки. В микроскоп наблюдают сдвиг интерференционных полос. Чередующиеся с шагом светлые и темные интерференционные полосы на границе поверхностей пленки и подложки смещаются друг относительно друга на значение . Толщину пленки рассчитывают по формуле

где – длина волны света, равная 0,54 мкм для микроскопа МИИ-4; – шаг между соседними интерференционными полосами; – смещение интерференционной полосы. Точность этого метода измерения толщины пленки составляет 15...30 нм. Если пленка прозрачная, в месте ступеньки на нее и подложку осаждают дополнительно непрозрачную, хорошо отражающую свет пленку (например, из алюминия), толщина которой, чтобы уменьшить вносимую погрешность, должна быть много меньше толщины измеряемой пленки.

Измерение адгезии пленок

Сцепление (прилипание) поверхностей разнородных тел называют адгезией. Адгезия пленки к подложке зависит от материала пленки и скорости ее осаждения, а также от чистоты поверхности и температуры подложки. Качество сцепления обычно определяют путем сравни-тельного контроля, при котором измеряют усилие отрыва пленки от под-ложки напаянным на ее поверхность металлическим цилиндром, связанным с чашкой весов. Рассчитывают адгезию по формуле где – усилие отрыва, а – площадь контакта. Важно исключить перекос цилиндра. Обычно площадь торца цилиндра около 1 мм². Для получения надежных данных следует измерить адгезию несколько раз, контролируя, не произошел ли отрыв по месту спая и не растворилась ли пленка в припое. Разновидность этого метода – контроль адгезии металлических пленок с помощью тонкой золотой или алюминиевой проволоки, присоединяемой к пленке термокомпрессией. При этом площадь контакта составляет 50...200 мкм², что позволяет более точно определять адгезию локальных участков пленки.