ТЕСТ-ОБРАЗЕЦ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ ТОЛЩИНЫ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПЛЕНОК

Настоящая полезная модель относится к нанометрологии, а более конкретно к тест-образцам для калибровки измерительной аппаратуры, обеспечивающей in-situ методы контроля параметров, в частности толщины, наноразмерных пленок (эллипсометрия, интерферометрия, рентгеновская рефлектометрия).
Известен контрольный образец для поверки и градуировки измерительной аппаратуры параметров покрытий. Известный тест-образец позволяет провести поверку и калибровку измерительной аппаратуры для in-situ методов контроля толщины покрытий в широком диапазоне толщин (SU 1377573 A1, G01B 7/06, 29.02.1988).
Известен тест-образец, выполненный в виде тестовой структуры, который предназначен для калибровки сканирующего зондового микроскопа, используемого для in-situ методов контроля параметров наноразмерных пленок (RU 2244254 С2, G01B 5/00, 10.01.2005).
Однако известные тест-образцы для калибровки измерительной аппаратуры, используемой для in-situ методов контроля толщины пленок, не позволяют обеспечить высокую точность калибровки аппаратуры в широком интервале измеряемых параметров наноразмерных объектов. Кроме того, известные тест-образцы не могут быть использованы для имитации процесса роста наноразмерных пленок необходимое число циклов.
Таким образом, существует необходимость в тестовых образцах, имеющих достоверно известные размеры порядка 1 нм, и, соответственно, полученных с использованием более простых и экономичных способов выполнения таких тест-образцов.
Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение возможности использования тест-образца для обеспечения высокоточной калибровки измерительной аппаратуры толщины наноразмерных пленок, при возможности имитации процесса роста пленок необходимое количество циклов.
Эта задача решается тем, что тест-образец для калибровки измерительной аппаратуры толщины наноразмерных пленок, содержащий подложку с нанесенной на нее пленкой, выполнен таким образом, что подложка выполнена в виде диска с отверстием для размещения диска на валу, а пленка нанесена по крайней мере на участок подложки, ограниченный ее радиусами, причем угол между радиусами составляет от 90 до 360°, что
при 360° соответствует полному заполнению поверхности подложки пленкой. Пленка выполнена в виде оптического клина таким образом, что толщина пленки вдоль радиуса неизменна, а в окружном направлении упомянутого участка толщина пленки равномерно возрастает, при этом разность толщин пленки лежит в пределах 1,0-50,0 нм.
Диаметр диска может быть определен исходя из того, какая аппаратура подвергается калибровке. Для оптимального варианта использования диаметр диска может быть выбран из интервала 5-15 см.
Введение в тест-образец пленки в виде оптического клина обеспечивает возможность использования тест-образца для калибровки измерительной аппаратуры контроля толщины наноразмерных пленок, т.к. позволяет имитировать процесс роста пленки при вращении диска.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, 2, 3. На фиг.1. показан вид сверху тест-образца, на фиг.2 - разрез по АА, на фиг.3 показан ход лучей измерительного прибора в процессе его калибровки.
Тест-образец содержит подложку 1 с нанесенной на нее пленкой 2. Подложка 1 выполнена в виде диска 3 с отверстием 4 для размещения на валу 5. Для крепления подложки на валу на нем может быть выполнен либо паз под шпонку, либо резьба, либо могут быть предусмотрены иные средства крепления подложки на валу (на фигуре не показаны), либо подложка может быть надета на вал с натягом. Пленка 2 нанесена, по крайней мере, на участок подложки, ограниченный ее радиусами, причем угол между радиусами составляет от 90 до 360°, что при 360° соответствует полному заполнению поверхности подложки пленкой. Пленка выполнена в виде оптического клина 6 таким образом, что толщина пленки вдоль радиуса неизменна, а в окружном направлении упомянутого участка толщина пленки равномерно возрастает, при этом разность толщин пленки лежит в пределах 1,0-50,0 нм.
При полном заполнении подложки пленкой на границе разных толщин пленки по радиусу образуется ступенька.
Калибровка измерительной аппаратуры для контроля толщины наноразмерных пленок посредством предложенного тест-образца производится следующим образом:
вращательное движение от вала 5 передается подложке 1 в виде диска 3 с отверстием 4 для крепления к валу 5. Предложенный тест-образец может быть использован для калибровки измерительной аппаратуры, обеспечивающей in-situ методы контроля толщины наноразмерных пленок, такие как эллипсометрия, интерферометрия, рентгеновская рефлектометрия.
Электромагнитное излучение от системы in-situ контроля параметров наноразмерных пленок падает на диск 3 с пленкой 2 в виде оптического клина 6 под заданным углом α (фиг.3). Толщина пленки 2 в области падения излучения равномерно возрастает вследствие вращательного движения оптического клина 6. Отраженное от подложки 1 и пленки 2 излучение регистрируется системой in-situ контроля параметров наноразмерных пленок. Исходя из известности толщины наноразмерной пленки тест-образца возможно осуществить калибровку измерительной аппаратуры, реализующей методы контроля толщин наноразмерных пленок в процессе их формирования. Контроль толщины пленки 2 может проводиться для нескольких значений расстояний от центра диска 3 в радиальном направлении.
Применение предложенного тест-образца обеспечивает возможность калибровки измерительной аппаратуры, реализующей in-situ методы контроля толщины наноразмерных пленок. Предложенный тест-образец позволяет проводить имитацию процесса роста пленки необходимое количество циклов, т.к. при создании пленок трудно достичь хорошей воспроизводимости условий напыления и параметров получаемых пленок.