Устройство для контроля толщины проводящей пленки изделий электронной техники

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2495370:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") (RU)

Изобретение относится к электронной технике. Сущность изобретения: устройство для контроля толщины проводящей пленки изделий электронной техники непосредственно в технологическом процессе ее формирования в вакууме путем измерения электрического сопротивления содержит подложку из диэлектрического или полупроводникового материала, металлические контактные площадки, выполненные на противоположных концах упомянутой подложки с лицевой ее стороны, для обеспечения соединения с измерительным прибором, заданную проводящую пленку. В устройстве каждая металлическая контактная площадка выполнена двуслойной в виде ступенчатой структуры со стороны, противоположной концу упомянутой подложки, при этом первый слой металлической контактной площадки, расположенный непосредственно на упомянутой подложке, выполнен толщиной, превышающей толщину заданной проводящей пленки в 1-2 раза, а второй - толщиной (0,5÷1)×10^-6 м, смещение по горизонтали второго слоя ступенчатой структуры относительно первого в сторону соответствующего конца упомянутой подложки определяют из определенного выражения, при этом заданная проводящая пленка выполнена непосредственно на лицевой стороне обеих металлических контактных площадок и свободной части упомянутой подложки между ними, идентичной контролируемой проводящей пленке на рабочих подложках изделий. Технический результат изобретения - повышение точности и соответственно воспроизводимости. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электронной технике, прежде всего к технологии изготовления интегральных схем, и может быть использовано для контроля толщины проводящей пленки непосредственно в технологическом процессе ее формирования.

Технология изготовления интегральных схем, предусматривающая нанесение проводящих пленок (далее пленок), в том числе, вакуумным напылением требует точного изготовления их элементов. Так, необходимая точность изготовления пленочных резисторов составляет ±(1-2) процента, причем поверхностное сопротивление R_s таких пленок может варьироваться в широких пределах (10÷10000 Ом/□).

Известно термоэлектрическое устройство для контроля толщины слоев двуслойных пленок, содержащее измерительные термощупы, холодный и горячий с нагревателем, приваренную к нерабочему торцу горячего термощупа термопару, являющуюся источником термо-ЭДС для установки прибора на "нуль" с помощью потенциометра и соединенный с ним и регулятором чувствительности гальванометр.

Которое с целью уменьшения погрешности снабжено тепловым экраном, окружающим электрически изолированный от него горячий измерительный термощуп с нагревателем и представляющим собой полый толстостенный металлический цилиндр, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, создающий плоское тепловое поле с плоскими изотермическими поверхностями, одна из которых совпадает с границей раздела слоев, в теле экрана расположены дополнительный нагреватель и вспомогательный термощуп, также электрически изолированный от теплового экрана, вспомогательный термощуп контактирует с контролируемой поверхностью и создает вместе с ней и горячим измерительным термощупом дифференциальную термопару, блок управления током дополнительного нагревателя, вход которого подключен к нерабочим торцам горячего измерительного и вспомогательного термощупов.

Данный метод, равно как и устройство требуют двойного измерения электрического сопротивления и коэффициента теплопроводности пленки и вследствие этого отличаются низкой точностью и предпочтительны для контроля толщины толстых пленок [1].

Широко известны оптические методы и устройства измерения толщины металлической пленки.

Один, из которых заключается в формировании ступенчатой структуры на поверхности пленки, высота которой равна толщине пленки, напыление на поверхность подложки со ступенькой слоя высокоотражающего металла и освещение пленки лучом лазера с известной длиной волны.

В котором с целью возможности измерения толщины пленки в широком диапазоне (10÷100 ), ступенчатую структуру формируют из чередующихся непротравленных и протравленных на всю толщину пленки, вплоть до подложки, полос одинаковой ширины, затем, при облучении полученной рельефной структуры зондирующим лазерным пучком, в полученной отраженной дифракционной картине проводят измерение мощности дифрагированных пучков нулевого Р₀ и первого Р₁ дифракционных порядков, после чего рассчитывают толщину металлической пленки по формуле:

$h = \frac{λ}{2 π \cdot \cos θ} \cdot a r c t g (\frac{π}{2} \sqrt{\frac{Р_{0}}{Р_{1}}})$ ,

где

h - толщина металлической пленки, λ - длина волны зондирующего лазерного пучка, Θ - угол падения лазерного пучка, Р₀ - мощность нулевого дифракционного порядка, P₁ - мощность первого дифракционного порядка [2].

Другой - заключается в облучении поверхности пленки оптическим излучением на разных длинах волн, зондировании, регистрации отраженного от поверхности сигнала и определении толщины пленки по результатам анализа зависимости интенсивности отраженного сигнала на длинах волн зондирования.

В котором с целью повышения точности и воспроизводимости, используют плавно или дискретно (от шести длин волн зондирования) перестраиваемый по длине волн λ в узком диапазоне лазерный источник излучения, по данным измерений отраженного сигнала дополнительно определяют первую $R_{ref}^{'}$ (λ, d) и вторую $R_{ref}^{''}$ (λ, d) производные коэффициента R_ref (λ, d) отражения трехслойной системы «воздух-пленка-подложка» и вычисляют толщину пленки d по формуле:

${| \frac{R_{r e f}^{"} (λ, d) + \frac{2}{λ} R_{r e f}^{'} (λ, d)}{R_{r e f} (λ, d) - r_{12}^{2} - r_{23}^{2}} |}^{\frac{1}{2}} \frac{λ^{2}}{4 π n_{2}} = d$

где n₂ - показатель преломления материала пленки; r₁₂, r₂₃ - коэффициенты отражения на границе сред «воздух-пленка» и «пленка-подложка» соответственно.

Устройство при этом содержит источник оптического излучения, последнее отражается поверхностью измеряемой пленки, расположенной на подложке, интенсивность отраженного излучения регистрируется фотоприемником, сигнал с фотоприемника поступает в блок вычисления первой и второй производной коэффициента отражения трехслойной системы «воздух-пленка-подложка», значения первой и второй производной коэффициента отражения поступают в блок для определения толщины пленки [3].

Длина волны излучения λ источника оптического излучения перестраивается (дискретно или плавно) для вычисления по данным измерений первой и второй производной коэффициента отражения трехслойной системы «воздух-пленка-подложка».

Данный способ является технически достаточно сложным, требует гладкой поверхности измеряемой пленки (близкой к зеркальному).

Выше указанные методы и соответственно устройства измерения - контроля толщины пленок являются не прямыми, а косвенными и вследствие этого отличаются низкой точностью и воспроизводимостью, и практически не реализуемы для контроля толщины пленки непосредственно в технологическом процессе ее формирования.

Известны ионизационные датчики для измерения толщины пленки при вакуумном напылении материалов пленки, основанные на ионизации паров напыляемого материала и регистрации их ионного тока [4, с.134-139].

Ионизационные датчики эффективны при давлении остаточных газов менее 1×10^-5 торр, а более - практически не эффективны, поскольку установка вакуумного напыления с резиновыми уплотнителями практически не обеспечивает такое давление и на фоне остаточного вакуума трудно выделить полезный сигнал.

Универсальным методом контроля толщины слоя осаждаемого материала любого типа и при любом методе вакуумного напыления проводящей пленки, является метод кварцевого резонатора, основанный на изменении резонансной частоты генератора электрических колебаний при нанесении пленки на кварцевый резонатор [4, с.145-150].

Несмотря на свою универсальность и эффективность, воспроизводимость этого метода контроля тонких проводящих пленок с поверхностным сопротивлением R_s, равным 50÷100 Ом/□ составляет 20÷40 процентов.

Кроме того, это также - не прямой метод и дает еще большую ошибку с точки зрения воспроизводимости при напылении системы металлов или сплавов, что обусловлено изменением, как состава, так и электрического сопротивления системы металлов или сплавов в процессе напыления.

Известно устройство для контроля толщины проводящей пленки изделий электронной техники непосредственно в технологическом процессе ее формирования в вакууме путем измерения электрического сопротивления, содержащее подложку из диэлектрического или полупроводникового материала, металлические контактные площадки, расположенные на ее противоположных концах с лицевой стороны, для обеспечения соединения с измерительным прибором, заданную проводящую пленку [4, с.154-158] - прототип.

Основной недостаток устройства - прототипа заключается в большом разбросе электрического сопротивления по поверхности проводящей пленки и несоответствии величины электрического сопротивления заданной проводящей пленки и контролируемой проводящей пленки на рабочих подложках изделий и соответственно низкой точности измерений и воспроизводимости.

Техническим результатом заявленного устройства для контроля толщины проводящей пленки является повышение точности и соответственно воспроизводимости измерений - контроля.

Указанный технический результат достигается устройством для контроля толщины проводящей пленки изделий электронной техники непосредственно в технологическом процессе ее формирования в вакууме путем измерения электрического сопротивления, содержащее подложку из диэлектрического или полупроводникового материала, металлические контактные площадки, выполненные на противоположных концах упомянутой подложки с лицевой ее стороны, для обеспечения соединения с внешним измерительным прибором, заданную проводящую пленку.

В котором

каждая металлическая контактная площадка выполнена двуслойной в виде ступенчатой структуры со стороны противоположной концу упомянутой подложки,

при этом первый слой металлической контактной площадки, расположенный непосредственно на упомянутой подложке, выполнен толщиной, превышающей толщину заданной проводящей пленки в 1-2 раза, а второй - толщиной (0,5÷1)×10^-6 м, смещение по горизонтали второго слоя ступенчатой структуры относительно - первого в сторону соответствующего конца упомянутой подложки определяют из выражения:

L=(1÷1000)H, где

H - толщина второго слоя металлической контактной площадки, 1×10^-6 м,

при этом заданная проводящая пленка выполнена непосредственно на лицевой стороне обеих металлических контактных площадок и свободной части упомянутой подложки между ними, идентичной контролируемой проводящей пленки на рабочих подложках изделий.

Технологическим процессом формирования проводящей пленки в вакууме могут быть напыление, травление.

Заданная проводящая пленка представляет собой, например, резистивную пленку.

Заданная проводящая пленка может быть выполнена любым из методов напыления материала в вакууме.

При контроле в технологическом процессе формирования проводящей пленки в вакууме - напылении, заданная проводящая пленка выполнена одновременно и в едином технологическом цикле с контролируемой проводящей пленкой на, по меньшей мере, одной рабочей подложке изделия, при этом устройство дополнительно снабжено теневым экраном со щелью в виде пластины из металлического либо керамического материала, расположенным над упомянутой подложкой с лицевой стороны на заданном расстоянии d, при этом длина щели экрана равна или превышает длину упомянутой подложки с обеих ее сторон не более 3×10^-3 м, а ее ширина меньше ширины упомянутой подложки на величину b, которую определяют из выражения:

b<2×d×tgα, где

d - расстояние от экрана до упомянутой подложки, 1×10^-6 м,

tgα - тангенс угла падения потока напыляемого материала заданной проводящей пленки.

При контроле в технологическом процессе формирования проводящей пленки в вакууме - травлении, металлические контактные площадки устройства соединены с внешним измерительным прибором электрического сопротивления через индуктивность, а точка их соединения заземлена через емкость, а внешний измерительный прибор подключен через разделительный трансформатор.

Толщину заданной проводящей пленки определяют параметры технологического процесса формирования в вакууме проводящей пленки.

Внешний измерительный прибор представляет собой омметр либо универсальный вольтметр.

Раскрытие сущности изобретения.

Совокупность существенных признаков заявленного устройства для контроля толщины проводящей пленки изделий электронной техники непосредственно в технологическом процессе ее формирования в вакууме путем измерения электрического сопротивления, а именно когда,

первый слой каждой металлической контактной площадки, расположенный непосредственно на упомянутой подложке выполнен толщиной, превышающей толщину заданной проводящей пленки в 1-2 раза, а второй - толщиной 0,5÷1 мкм,

смещение по горизонтали второго слоя ступенчатой структуры каждой металлической контактной площадки относительно - первого в сторону соответствующего конца упомянутой подложки определяют из указанного выражения,

заданная проводящая пленка выполнена непосредственно на лицевой стороне обеих металлических контактных площадок и свободной части упомянутой подложки между ними и - идентичной контролируемой проводящей пленки на рабочих подложках изделий.

Это обеспечит:

во-первых, повышение точности измерений - контроля и соответственно воспроизводимости, благодаря:

а) достижения максимального соответствия электрического сопротивления заданной проводящей пленки и контролируемой проводящей пленки на рабочих подложках изделий,

б) значительной - существенной разницы толщин первого и второго слоя металлических контактных площадок и тем самым наличия высокой ступеньки и тем самым практически полного исключения разрывов в металлической контактной площадке и тем самым исключения значительного разброса электрического сопротивления по поверхности проводящей пленки и исключения несоответствия величины электрического сопротивления заданной проводящей пленки и контролируемой проводящей пленки на рабочих подложках.

Смещение L по горизонтали второго слоя ступенчатой структуры каждой металлической контактной площадки относительно - первого в сторону соответствующего конца упомянутой подложки в широких пределах (1÷1000)H обеспечивает широкую возможность практической реализации данного устройства, как методом фотолитографии, так и простыми методами - теневой маски (100÷1000)H, нанесения лака ХСЛ кисточкой (500÷1000) H.

Выполнение первого слоя металлической контактной площадки толщиной, превышающей толщину заданной проводящей пленки как менее одного раза, так и более двух раз приводит к снижению точности измерения, в первом случае из-за увеличения ее электрического сопротивления, соответственно увеличения разницы электрического сопротивления заданной проводящей пленки и контролируемой проводящей пленки на рабочих подложках изделий, во втором из-за возникновения разрывов в металлической контактной площадке и соответственно увеличения разброса электрического сопротивления по поверхности заданной проводящей пленки.

Выполнение второго слоя металлической контактной площадки толщиной менее 0,5×10^-6 м нежелательно, так как приводит к нарушению его функциональности, а более 1×10^-6 м не целесообразно.

Смещение L по горизонтали второго слоя ступенчатой структуры металлической контактной площадки относительно - первого в сторону соответствующего конца упомянутой подложки менее толщины второго слоя H металлической контактной площадки нежелательно, так приводит к экранированию первого слоя ступенчатой структуры и к нарушению ее структуры и соответственно к нарушению электрического контакта, а более 1000 - нецелесообразно.

Наличие теневого экрана с щелью практически полностью исключает попадание напыляемого материала заданной проводящей пленки на боковую поверхность устройства и тем самым исключается эта нежелательная составляющая, привносящая погрешность в измерение электрического сопротивления и тем самым дополнительно обеспечивается максимальное соответствие электрического сопротивления заданной проводящей пленки и контролируемой проводящей пленки на рабочих подложках изделий и как следствие - дополнительное повышение точности измерения - контроля и соответственно воспроизводимости.

Соединение металлических контактных площадок устройства с внешним измерительным прибором при контроле в процессе формирования проводящей пленки в вакууме - травлении, через индуктивность и когда точка их соединения заземлена через емкость обеспечивают исключение пробоя плазмы СВЧ на корпус установки вакуумного травления.

Подключение внешнего измерительного прибора через разделительный трансформатор обеспечивает подачу на него высокопотенциального сигнала без проблем.

Изобретение поясняется чертежом, на котором дан общий вид заявленного устройства для контроля толщины проводящей пленки, где:

- подложка из диэлектрического или полупроводникового материала - 1,

- металлические контактные площадки - 2, 3 соответственно, расположенные на ее противоположных концах с лицевой стороны,

- внешний измерительный прибор электрического сопротивления - 4,

- заданная проводящая пленка - 5,

- ступенчатая структура - 6 каждой двуслойной металлической контактной площадки,

- контролируемая проводящая пленка на рабочих подложках изделий,

- теневой экран со щелью (частный случай выполнения) на фиг. не показан, в силу его расположения непосредственно в установке вакуумного напыления.

Примеры конкретного выполнения и реализации заявленного устройства контроля толщины проводящей пленки.

Пример 1.

Устройство выполнено и реализовано в технологическом процессе формирования проводящей пленки в вакууме - напылении и при этом снабжено теневым экраном.

Заданная проводящая пленка 5 и контролируемая проводящая пленка на рабочих подложках изделий выполнены идентичными и представляют собой, резистивные пленки из материала - нихром толщиной, равной 0,04×10^-6 м, соответствующей поверхностному сопротивлению R_s, равному 50 Ом/□.

Устройство содержит:

Подложку 1 из полупроводникового материала полуизолирующего арсенида галлия, длиной 30,0×10^-3 м, шириной 3,0×10^-3 м, толщиной 0,5×10^-3 м,

металлические контактные площадки 2, 3 размером (7,5×3,0)×10^-3, расположенные на ее противоположных концах с лицевой стороны,

при этом каждая металлическая контактная площадка выполнена двуслойной в виде ступенчатой структуры 6 со стороны противоположной концу подложки из арсенида галлия 1,

внешний измерительный прибор 4, омметр,

заданная проводящая пленка 5,

теневой экран, выполнен из листа титана (ГОСТ22178-76) размером (60,0×10,0×0,5)×10^-3 м. В середине экрана выполнена прямоугольная щель 10 длиной, равной 30,0×10^-3 м (равной длине подложки из арсенида галлия 1) и шириной, равной 2,0×10^-3 м (определена согласно выражению b<2×Д×tgα).

Изготавливают металлические контактные площадки 2, 3 методом напыления в установке вакуумного напыления (тип УРМ3279060) с использованием теневой маски,

при этом первый слой каждой металлической контактной площадки 2а, 3а, расположенный непосредственно на подложке из арсенида галлия 1 выполнен из титана толщиной, равной 0,06×10^-6 м (превышающей заданную толщину проводящей пленки в 1,5 раза), а второй слой - из алюминия (дозированные гранулы А99 ЕТО.021.051 ТУ) толщиной, равной 0,75×10^-6 м,

Далее изготавливают ступенчатую структуру 6 металлических контактных площадок, для чего подложку с металлическими контактными площадками извлекают из рабочей камеры установки вакуумного напыления наносят с лицевой стороны лак ХСЛ со смещением по горизонтали, равным 0,37×10^-3 м (что обеспечит смещение второго слоя 2б, 3б ступенчатой структуры относительно первого слоя 2а, 3а в сторону соответствующего конца подложки из арсенида галлия и согласно указанному выражению (500 H), с последующим химическим травлением второго слоя (слоя алюминия) до первого слоя (слоя титана) и удалением лака ХСЛ.

Далее изготавливают одновременно и в едином технологическом цикле указанных идентичных проводящих пленок методом напыления в установке вакуумного напыления (тип УРМ3279011), а именно:

заданную проводящую пленку 5 непосредственно на лицевой стороне обеих металлических контактных площадок 2, 3 и свободной части подложки из арсенида галлия 1 между ними,

контролируемые проводящие пленки на рабочих подложках изделий.

Для чего подложку из арсенида галлия 1 с металлическими контактными площадками 2, 3 заявленного устройства и рабочие подложки изделий размещают в рабочей камере установки на подложкодержатель сферического типа, предусматривающий его соединение с внешним измерительным прибором электрического сопротивления омметром 4.

Включают испаритель, напыляют материал проводящей - резистивной пленки - нихром (Х20Н80 ГОСТ 12766.1.1-5-90) автоматически контролируя электрическое сопротивление посредством внешнего измерительного прибора 4 (омметра) до достижения величины электрического сопротивления 375±0,1 Ом, что соответствует удельному электрическому сопротивлению R_s, равному 50 Ом/□.

После чего прерывают поступление потока напыляемого материала проводящей пленки в автоматическом режиме.

Соответствие электрического сопротивления заданной проводящей пленки 5 и контролируемой проводящей пленки на рабочих подложках изделий осуществляют посредством тестовых образцов электрического сопротивления, выполненных на рабочих подложках изделий.

Примеры 2-5.

Аналогично примеру 1 выполнено устройство для контроля толщины проводящей пленки, но при иных конструкционных параметрах, указанных в формуле изобретения (примеры 2-3), а также за ее пределами (примеры 4-5).

Пример 6.

Устройство выполнено аналогично примеру 1, при этом содержащее заданную проводящую пленку 5, идентичную контролируемой проводящей пленки на рабочих подложках изделий, и реализовано в технологическом процессе формирования проводящей пленки в вакууме - травлении.

Для чего устройство для контроля толщины проводящей пленки и контролируемые проводящие пленки на рабочих подложках изделий располагают в установке вакуумного травления (тип 08-ПХО-100Т-005).

При этом металлические контактные площадки устройства соединены с внешним измерительным прибором электрического сопротивления 4 (омметром) через индуктивность, а точка их соединения заземлена через емкость, а внешний измерительный прибор подключен через разделительный трансформатор.

Подают реагенты (аргон), подают мощность СВЧ (600 Вт) и осуществляют плазмохимическое травление, контролируя электрическое сопротивление посредством омметра 4 до достижения заданной величины электрического сопротивления.

Примеры 7-8.

Аналогично примеру 6 реализован процесс травления и контроля.

Данные представлены в таблице.

Как видно из таблицы заявленное устройство для контроля толщины проводящей пленки обеспечивает:

точность порядка (1-2) процента,

воспроизводимость порядка 90÷100 (примеры 1-3, 6-8).

В отличие от устройства прототипа (пример 9).

Аналогичные результаты получены при реализации заявленного устройства и устройства прототипа, но на подложке из диэлектрического материала - сапфира.

Таким образом, заявленное устройством для контроля толщины проводящей пленки изделий электронной техники непосредственно в технологическом процессе ее формирования в вакууме по сравнению с устройством прототипа обеспечит повышение точности контроля примерно в 25 раз и соответственно воспроизводимости.

Источники информации

1. Патент РФ №2233441 МПК G01N 25/32, приоритет 26.03.2003, опубл. 27.07 2004.

2. Патент РФ №2221989 МПК G01R 11/06, приоритет 24.12.2001, опубл. 20.01 2004.

3. Патент РФ №2395788 МПК G01R 11/06, приоритет 28.11.2007, опубл. 10.06 2009.

4. Л. Майссел, Р. Глэнг. Технология тонких пленок. М., Советское радио, 1977 т.1, с.154-158 - прототип.

1. Устройство для контроля толщины проводящей пленки изделий электронной техники непосредственно в технологическом процессе ее формирования в вакууме путем измерения электрического сопротивления, содержащее подложку из диэлектрического или полупроводникового материала, металлические контактные площадки, выполненные на противоположных концах упомянутой подложки с лицевой ее стороны, для обеспечения соединения с внешним измерительным прибором, заданную проводящую пленку, отличающееся тем, что каждая металлическая контактная площадка выполнена двуслойной в виде ступенчатой структуры со стороны, противоположной концу упомянутой подложки, при этом первый слой металлической контактной площадки, расположенный непосредственно на упомянутой подложке, выполнен толщиной, превышающей толщину заданной проводящей пленки в 1-2 раза, а второй - толщиной (0,5÷1)·10^-6 м, смещение по горизонтали второго слоя ступенчатой структуры относительно первого в сторону соответствующего конца упомянутой подложки определяют из выражения:
L=(1÷1000) H,
где H - толщина второго слоя металлической контактной площадки, 1·10^-6 м,
при этом заданная проводящая пленка выполнена непосредственно на лицевой стороне обеих металлических контактных площадок и свободной части упомянутой подложки между ними, идентичной контролируемой проводящей пленке на рабочих подложках изделий.

2. Устройство для контроля толщины проводящей пленки по п.1, отличающееся тем, что технологическим процессом формирования проводящей пленки в вакууме могут быть - напыление, травление.

3. Устройство для контроля толщины проводящей пленки по п.1, отличающееся тем, что заданная проводящая пленка представляет собой, например, резистивную пленку.

4. Устройство для контроля толщины проводящей пленки по п.1, отличающееся тем, что заданная проводящая пленка может быть выполнена любым из методов напыления материала в вакууме.

5. Устройство для контроля толщины проводящей пленки по п.1, отличающееся тем, что при контроле в технологическом процессе формирования проводящей пленки в вакууме - напылении, заданная проводящая пленка выполнена одновременно и в едином технологическом цикле с контролируемой проводящей пленкой на, по меньшей мере, одной рабочей подложке изделия, при этом устройство дополнительно снабжено теневым экраном с щелью в виде пластины из металлического либо керамического материала, расположенным над упомянутой подложкой с лицевой стороны на заданном расстоянии d, при этом длина щели экрана равна или превышает длину упомянутой подложки с обеих ее сторон не более 3·10^-3 м, а ее ширина меньше ширины упомянутой подложки на величину b, которую определяют из выражения:
b<2·d·tgα,
где d - расстояние от экрана до упомянутой подложки, 1·10^-6 м,
tgα - тангенс угла падения потока напыляемого материала заданной проводящей пленки.

6. Устройство для контроля толщины проводящей пленки по п.1, отличающееся тем, что при контроле в технологическом процессе формирования проводящей пленки в вакууме - травлении, металлические контактные площадки устройства соединены с измерительным прибором электрического сопротивления через внешнюю индуктивность, а точка их соединения заземлена через емкость, а внешний измерительный прибор подключен через разделительный трансформатор.

7. Устройство для контроля толщины проводящей пленки по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что толщину заданной проводящей пленки определяют параметры технологического процесса формирования в вакууме проводящей пленки.

8. Устройство для контроля толщины проводящей пленки по п.1, отличающееся тем, что внешний измерительный прибор представляет собой омметр либо универсальный вольтметр.

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и льдотехнике. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства.

Способ определения толщины отложений на внутренней поверхности труб вихретоковым методом и устройство для его осуществления // 2487343

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано на трубопроводах нефти и газа на химических и нефтехимических предприятиях, тепловых и атомных энергоустановках.

Способ обнаружения неоднородностей листа и устройство для его осуществления // 2483276

Способ и устройство для измерения толщины слоя частично кристаллизованных расплавов // 2480708

Изобретение относится к способу и устройству для измерения толщины слоя частично кристаллизованных расплавов, в особенности на ленточном транспортере, в рамках способа литья полосы.

Анализатор-измеритель состояния слоя воды/льда с примесями на дорожной поверхности // 2464580

Изобретение относится к области метеорологического приборостроения и направлено на мгновенное определение смены фазы воды и снижение влияния фазы воды и наличия примесей в ней на точность измерения толщины.

Вихретоковый толщиномер // 2419763

Изобретение относится к устройствам измерения толщины стенки трубок и может быть использовано как средство неразрушающего контроля при массовом производстве, в частности в процессе производства тепловыделяющих элементов атомных реакторов.

Толщиномер покрытий с электромагнитом // 2419066

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины немагнитных и слабомагнитных покрытий на ферромагнитной основе, а также ферромагнитных покрытий на немагнитной основе.

Измерение толщины стенки, в частности стенки лопатки, при помощи токов фуко // 2418963

Изобретение относится к способу оценки толщины стенки полой детали типа лопатки газотурбинного двигателя, по меньшей мере в одной точке, имеющей определенный радиус кривизны в этой точке, внутри интервала радиусов кривизны и определенных значений толщины, заключающийся в том, что определяют величины импеданса электрической цепи, образованной датчиком токов Фуко, наложенным на стенку, вводят эти величины на вход блока цифровой обработки с нейронной сетью.

Способ непрерывного контроля толщины и сплошности соединения слоев биметалла // 2399870

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в процессе изготовления многослойных изделий. .

Способ и устройство для определения толщины солеотложения // 2387950

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для определения толщины солеотложения в оборудовании химических, нефтехимических предприятий, а также тепловых, геотермальных, атомных энергоустановок.

Способ и установка для удаления двойной индикации дефектов при контроле труб по дальнему полю вихревых токов // 2523603

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: устройство обнаружения дальнего поля вихревых токов вводится в цилиндрические трубы и перемещается по ним. Устройство может быть использовано для измерения толщины трубы и содержит излучающую рамку и множество симметрично расположенных приемных устройств по противоположным сторонам излучающей рамки, схему для возбуждения излучающей рамки, схему для приема сигнала от каждого приемного устройства и для обработки указанного сигнала с исключением двойной индикации дефектов. Сигнал является свернутым сигналом, пропорциональным толщине трубы вблизи каждого из приемных устройств. Множество симметрично расположенных приемных устройств представляют собой две пары рамок. Каждая пара расположена по каждую сторону излучающей рамки на расстоянии L1=k1×dz и L2=k2×dz, где k1 и k2 не имеют общего делителя и dz является длиной шага вдоль продольной оси установки. Удаление ложных дефектов из измерений содержит определение линейной комбинации сигналов множества симметрично размещенных приемных рамок. Технический результат: возможность удаления ложных артефактов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

Кулонометрический нанотолщиномер // 2538425

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение при измерениях толщины тонкопленочных структур. Целью изобретения является упрощение процессов калибровки кулонометрического нанотолщиномера и получения результата измерения толщины покрытия. Кулонометрический нанотолщиномер содержит двухэлектродную электролитическую ячейку, подключенную к источнику тока высокой стабильности, источник электролита и прибор, регистрирующий изменения напряжения в цепи электродов электролитической ячейки. Новым в кулонометрическом нанотолщиномере является то, что источник электролита оснащен узлом его прецизионного дозирования, а двухэлектродная электролитическая ячейка, состоящая из платинового катода и анода, представляющего собой слоистое металлическое покрытие исследуемого образца, содержит узел емкостной обратной связи, образованный металлическим покрытием исследуемого участка и платиновым катодом, данные от которого позволяют сформировать каплю оптимальной формы с помощью устройства приема и обработки информации, состоящего из персонального компьютера, плат ввода-вывода и соответствующего программного обеспечения, позволяющего также анализировать зависимость скорости роста напряжения от времени при анодном окислении в режиме постоянного тока для определения толщин и границ раздела слоистой структуры в нанометрах. 1 ил.

Спектральный эллипсометр с устройством магнитодинамических измерений // 2539828

Изобретение относится к области in situ контроля производства в условиях сверхвысокого вакуума наноразмерных магнитных структур и может быть использовано в магнитной наноэлектронике для характеризации гетерогенных магнитных элементов в устройствах памяти, в сенсорных устройствах и т.п. Спектральный эллипсометр дополнительно содержит магнитодинамический модуль, состоящий из аксиальных катушек разных диаметров, который производит измерения, основанные на нелинейности характеристики намагничивания пленки. Таким образом, из независимых измерений может определяться толщина пленки. Изобретение обеспечивает повышение функциональности и точности измерений за счет использования дополнительного оптически некоррелированного метода - магнитодинамического метода. 3 ил.

Способ определения толщины покрытия в ходе процесса плазменно-электролитического оксидирования // 2540239

Использование: для определения толщины покрытия в ходе процесса плазменно-электролитического оксидирования. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение амплитуды анодного импульсного поляризационного напряжения UП, при этом определяют длительность τ спада напряжения до порогового значения U1=(0,2…0,8)·UП, а толщину покрытия рассчитывают по формуле: h=k1+k2·τ, где k1 и k2 - эмпирические коэффициенты, зависящие от природы обрабатываемого материала и состава электролита, определяемые по тарировочным кривым; τ - длительность спада поляризационного напряжения UП до порогового значения U1. Технический результат: повышение точности определения толщины покрытия в ходе процесса плазменно-электролитического оксидирования. 7 ил., 2 табл.

Способ вихретокового контроля медной катанки и устройство для его реализации // 2542624

Изобретение относится к способам и устройствам для бесконтактного диагностического контроля качества медной катанки в процессе ее производства и может быть использовано в других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что в продольно перемещающемся со скоростью V (м/с) изделии в плоскости, перпендикулярной ее перемещению, возбуждают посредством вихретокового преобразователя проходного типа вихревой ток, измеряют напряжение, соответствующее изменению сопутствующего ему электромагнитного поля, полученный сигнал обрабатывают посредством фильтрации по низкой и высокой частоте, усиливают в усилителе, преобразуют в цифровую форму и после электронной обработки осуществляют ранжирование дефекта посредством сравнения полученного результата с результатами, хранящимися в статистической базе данных, при этом возбуждение вихревых токов в контролируемом изделии осуществляют путем применения в вихретоковом преобразователе по крайней мере не менее одного мощного постоянного магнита, жестко закрепленного с соосно установленным ему датчиком изменения электромагнитного поля, наведенного вихревым током в контролируемом объекте, электронная обработка осуществляется компьютером, управляемым программой, разработанной на основе статистической базы данных, составленной по результатам измерения в образцах с искусственными дефектами. Технический результат - повышение точности определения дефектов на любой глубине их нахождения. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство для измерения малых величин толщины льда // 2567449

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах контроля технологических процессов. Устройство для измерения малых величин толщины льда содержит микроволновый генератор и полую цилиндрическую герметичную эластичную оболочку. Кроме того, в устройство введены волноводная детекторная головка с поршнем, гидроцилиндр поступательного движения и измеритель амплитуды. Вход измерителя амплитуды соединен с первым плечом волноводной детекторной головки с поршнем. Второе плечо волноводной детекторной головки подключено к выходу микроволнового генератора, а ее третье плечо соединено с выходом гидроцилиндра поступательного движения. Вход гидроцилиндра поступательного движения подключен к полой цилиндрической герметичной эластичной оболочке. Техническим результатом заявляемого решения является повышение чувствительности измерения толщины льда. 1 ил.

Способ вихретокового контроля толщины композитных материалов на неметаллических подложках и устройство для его осуществления // 2577037

Группа изобретений относится к области измерительной техники и может быть использована для оценки надежности и качества многослойных конструкций из полимерных композиционных материалов на основе контроля толщины слоев. Сущность: способ характеризуется тем, что предварительно измеряют градуировочную характеристику, в зоне измерения толщины композитного материала устанавливают металлические закладные элементы малой площади, устанавливают вихретоковый преобразователь на поверхность контролируемого композитного материала в центре зоны измерения толщины, измеряют сигнал, пропорциональный периоду измерительного автогенератора и толщине измеряемого композитного материала, дополнительно генерируют сигналы опорным автогенератором, по величине пропорциональные периоду. Определяют сигнал, пропорциональный разности периода колебаний измерительного и опорного автогенератора. Линеаризируют полученный сигнал. Перед каждым измерением толщины вихретоковый преобразователь устанавливают вне зоны контроля и измеряют сигнал, пропорциональный разности периодов сигналов опорного и измерительного автогенераторов, и уточняют линеаризированный сигнал, регистрируют значение толщины на регистрирующем устройстве. Для осуществления способа используется устройство, включающее вихретоковый преобразователь с катушкой индуктивности, измерительный автогенератор, регистрирующее устройство, опорный автогенератор со второй катушкой индуктивности, измеритель периода колебаний измерительного автогенератора, измеритель периода колебаний опорного автогенератора, вычитатель/сумматор измерителей периода колебаний, блок временных поправок, блок управления блоком временных поправок и линеаризатор передаточной функции. Технический результат: повышение точности измерения и достоверности результатов оценки технического и эксплуатационного состояния конструкций и их элементов. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Система и способ определения толщины исследуемого слоя в многослойной структуре // 2589526

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: система содержит первый электрод, имеющий первую поверхность контакта с образцом, выполненную с возможностью размещения в контакте с первой поверхностью многослойной структуры, второй электрод, имеющий вторую поверхность контакта с образцом, выполненную с возможностью размещения в контакте со второй поверхностью многослойной структуры. Вторая поверхность находится с противоположной стороны от первой поверхности. Система содержит также устройство управления давлением, выполненное с возможностью прижатия первого электрода к многослойной структуре с заранее заданным испытательным давлением, являющимся давлением, при котором электрический импеданс образца достигает эталонного импеданса, соответствующего образцу. Устройство содержит также измерительное устройство, электрически соединенное первым электродом и вторым электродом и выполненное с возможностью измерения электрического импеданса между первым электродом и вторым электродом. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ и устройство контроля неравномерности толщины стенок недоступных трубопроводов // 2596862

Изобретение относится к области контроля состояния стенок трубопроводов без их вскрытия. Сущность: через трубопровод пропускают в продольном направлении переменный электрический ток. Измеряют создаваемое переменным током магнитное поле на неизменном расстоянии от внутренней стенки трубы во внутренней ее полости, продвигаясь вдоль нее с остановками на время полного оборота вокруг оси трубы одновременно в нескольких точках, расположенных на продольных трубе отрезках при повороте вокруг ее оси. По данным измерения вычисляют среднее арифметическое значение индукции магнитного поля в каждом месте прерывания продольного движения. Изменение толщины стенки в точках цилиндрической поверхности трубы устанавливают как функцию прямой пропорциональности от отношения среднего значения индукции магнитного поля внутри трубопровода каждого места прерывания продольного движения к ее значению в точках измерения с коэффициентом пропорциональности, равным заранее определенной величине толщины бездефектного участка трубы. Технический результат: повышение точности, возможность контроля изнутри трубы без внесения возмущений в процесс измерения коррозионных и шламовых отложений и других дефектов. 2 н.п. ф-лы,. 2 ил.

Устройство для измерения внутреннего диаметра металлической трубы // 2611334

Изобретение может быть использовано для бесконтактного измерения внутреннего диаметра металлических труб на металлургических, машиностроительных предприятиях, в том числе при их производстве, например, по методу центробежного литья. Оно может быть применено также при бесконтактном измерении внутреннего диаметра и толщины стенок труб. Предлагаемое устройство для измерения внутреннего диаметра металлической трубы, содержащее размещаемый внутри трубы коаксиально с ней металлический стержень, выполненный из трех участков, первый и второй из которых имеют одинаковый диаметр, а третий участок, расположенный между ними на измерительном участке трубы, имеет отличный от них диаметр, при этом на этом участке трубы возбуждены электромагнитные колебания как в открытом с торцов объемном резонаторе, электронный блок для возбуждения в объемном резонаторе и съема электромагнитных колебаний и измерения резонансной частоты электромагнитных колебаний, электрически соединенный посредством линии связи и элемента связи с объемным резонатором, при этом частота возбуждаемых электромагнитных колебаний выбрана меньшей, чем критическая частота возбуждения электромагнитных волн на участках трубы с участками металлического стержня с одинаковым диаметром. На третьем участке металлический стержень имеет диаметр, уменьшенный по сравнению с диаметром металлического стержня на первом и втором участках. Техническим результатом является расширение области использования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.