Модификация прибора индикации чистоты и гладкости оптических подложек

Изотов П.Ю., Глянько М.С., Суханов С.В.

Аннотация:
В работе предложена и исследована новая конструкция устройства для индикации чистоты и оптического качества поверхности подложки по растеканию капли жидкости, наносимой на её поверхность. Приводятся результаты исследования устройства при экспресс-контроле поверхности стеклянных и ситалловых подложек, в том числе с нанесённым слоем хрома.

Abstract:
The current paper presents research of new construction of device for detection of flatness and cleanliness of optical substrate from the dynamic state of a liquid drop deposited on its surface. This work contains results of study of the device in application to rapid assessment of surface cleanliness of substrates made of glass, sitall and chrome.

Ключевые слова :
контроль шероховатости оптической поверхности, оценка степени чистоты оптической подложки, устройство экспресс-контроля; смачиваемость, растекание капли жидкости, изображение капли.

Key words:
roughness estimation of optical surface, estimation of optical substrate cleanliness, device for rapid assessment, wettability, liquid drop spreading, image of a liquid drop.

Литература:

  1. Полтавцев, Ю.Г. Технология обработки поверхности в микроэлектронике / Ю.Г. Полтавцев, А.С. Князев. - Киев: Техника, 1990. - 206 с.
  2. Stern, M.B. Binary Optics Fabrication / M.B. Stern // Micro-optics. Elements, systems and applications. Ed. by Hans Peter Herzig. - London: Taylor&Francis Ltd, 1997. - P. 53-85.
  3. Волков, А.В. Технология создания ДОЭ / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, В.А. Сойфер, Г.В. Успленьев // Методы компьютерной оптики; под ред. В.А. Сойфера. - М.: Физматлит, 2000. - С. 239-310.
  4. Golovashkin, D.L. Technology of DOE Fabrication / D.L. Golovashkin, N.L. Kazanskiy, V.A. Soifer, V.S. Pa­velyev, V.S. Solovyev, G.V. Usplenyev and A.V. Volkov // Methods for Computer Design of Diffractive Optical Elements ed. by V.A. Soifer. - A Wiley Interscience Publication, John Wiley & Sons, Inc., 2002. - P. 267-345.
  5. 3D лазерные информационные технологии / под. ред. П.Е. Твердохлеба. - Новосибирск: ЗАО ИПП «Офсет», 2003. - 551 с.
  6. Казанский, Н.Л. Исследовательский комплекс для решения задач компьютерной оптики / Н.Л. Казанский // Компьютерная оптика. - 2006. - № 29. - С. 58-77. - ISSN 0134-2452.
  7. Казанский, Н.Л. Формирование оптического микрорельефа во внеэлектродной плазме высоковольтного газового разряда / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков. - М.: Радио и связь, 2009. - 220 с.
  8. Волков, А.В. Метод формирования дифракционного микрорельефа на основе послойного наращивания фоторезиста / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Ю. Моисеев, В.А. Сойфер // Компьютерная оптика. - 1996. - № 16. - С. 12-14. - ISSN 0134-2452.
  9. Volkov, A.V. A Method for the Diffractive Microrelief For­ming Using the Layered Photoresist Growth / A.V. Vol­kov, N.L. Kazanskiy, O.Yu. Moiseev, V.A. Soifer // Opt. And Lasers in Eng. - 1998. - Vol. 29(4-5). - P. 281-288.
  10. Волков, А.В. Подготовка поверхности подложек для изготовления ДОЭ методом послойного наращивания фоторезиста / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Ю. Мо­исеев // Компьютерная оптика. - 2001 - № 21. - С. 113-116. - ISSN 0134-2452.
  11. Волков, А.В. Исследование технологии плазменного травления для получения многоуровневых дифракционных оптических элементов / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Е. Рыбаков // Компьютерная оптика. - 1998. - № 18. - С. 130-133. - ISSN 0134-2452.
  12. Волков, А.В. Разработка технологии получения дифрак­ционного оптического элемента с субмикронными раз­мерами рельефа в кремниевой пластине / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Е. Рыбаков // Компьютерная оптика. - 1998. - № 18. - С. 133-138. - ISSN 0134-2452.
  13. Волков, А.В. Исследование процессов нанесения и травления  фоторезиста с целью повышения точности формирования микрорельефа широкоапертурных ДОЭ / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Ю. Моисеев // Компьютерная оптика. - 1999. - № 19. - С. 143-146. - ISSN 0134-2452.
  14. Волков, А.В. Сухое травление поликристаллических ал­мазных плёнок / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, Г.Ф. Кос­тюк, В.С. Павельев // Компьютерная оптика. - 2001. - № 22. - С. 50-52 - ISSN 0134-2452.
  15. Волков, А.В. Разработка и исследование метода формирования микрорельефа ДОЭ в сапфировых подложках / А.В. Волков, О.Г. Истинова, Н.Л. Казанский, Г.Ф. Костюк // Компьютерная оптика. - 2002. - № 24. - С. 70-73. - ISSN 0134-2452.
  16. Волков, А.В. Формирование микрорельефа с использованием халькогенидных стеклообразных полупроводников / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Ю. Моисеев // Компьютерная оптика. - 2002. - № 24. - С. 74-77. - ISSN 0134-2452.
  17. Казанский, Н.Л. Исследование особенностей процесса анизотропного травления диоксида кремния в плазме газового разряда высоковольтного типа / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков // Микроэлектроника. - 2004. - Т. 33, № 3. - С. 209-224. - ISSN 0544-1269.
  18. Волков, А.В. Способ изготовления дифракционных оп­тических элементов / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, О.Ю. Моисеев // Патент РФ на изобретение № 2231812 от 27 июня 2004 года. Бюл. № 18.
  19. Pavelyev, V.S. Formation of diffractive microrelief on diamond film surface / V.S. Pavelyev, S.A. Borodin, N.L. Kazanskiy, G.F. Kostyuk, A.V. Volkov // Optics & Laser Technology. - 2007. - Vol. 39, N 6. - P. 1234-1238. - ISSN 0030-3992.
  20. Нефёдов, В.И. Физические методы исследования поверхности твёрдых тел / В.И. Нефёдов, В.Т. Черепнин. - М.: Наука, 1983. - 257 с.
  21. Вудрав, Д. Современные методы исследования поверхности / Д. Вудрав, Т. Делчар; пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 564 с. (D.P. Woodruff, T.A. Delchar. Modern Techniques of Surface Science. Cambridge University Press. 1986).
  22. Огура, К. Введение в физику поверхности / К. Огура, В.Г. Лифшиц, А.А. Саранин, А.В. Зотов, М. Катаяма. - М.: Наука, 2006. - 490 с.
  23. Бирюков, А.В. АСМ и РРМ исследования шероховатостей поверхности стеклянных подложек с негауссовым распределением по высотам / А.В. Бирюков, С.В. Гапонов, Б.А. Грибков, М.В. Зорина, В.Л. Миронов, Н.Н. Салащенко // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2003. - № 2. - С. 17-20. - ISSN 0207-3528.
  24. Бородин, С.А. Автоматизированное устройство для оценки степени чистоты подложки по динамическому состоянию капли жидкости, наносимой на её поверхность / С.А. Бородин, А.В. Волков, Н.Л. Казанский // Компьютерная оптика. - 2006. - № 28. - С. 70-75. - ISSN 0134-2452.
  25. Казанский, Н.Л. Способ контроля шероховатости поверхности диэлектрических подложек / Н.Л. Казанский, А.В. Волков, С.А. Бородин // Патент РФ на изобретение №2331870 от 20.08.2008. Бюл. № 23.
  26. Бородин, С.А. Устройство для анализа наношероховатостей и загрязнений подложки по динамическому состоянию капли жидкости, наносимой на её поверхность / С.А. Бородин, А.В. Волков, Н.Л. Казанский // Оптический журнал. - 2009. - Т. 76, № 7. - С. 42-47. - ISSN 0030-4042.
  27. Перескокова, А.П. Применение трибометрического метода для контроля чистоты поверхности деталей и технологических сред / А.П. Перескокова, Л.В. Солодовникова, А.М. Акимова // Электронная техника. Сер. 7. Технология, организация производства и оборудование. - 1979. ? Вып. 1. - С. 143-151.
  28. Казанский, Н.Л. Оптимизация параметров устройства трибометрического измерения чистоты поверхности подложек / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков, С.В. Кричевский, Н.А. Ивлиев // Компьютерная оптика. - 2005. - № 28. - С. 76-79. - ISSN 0134-2452.
  29. Казанский, Н.Л. Исследование особенностей трибометрического взаимодействия диэлектрических подложек при экспресс-контроле степени чистоты их поверхности / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков, С.В. Кричевский, Н.А. Ивлиев // Компьютерная оптика. - 2007. - Т. 31, № 1. - С. 42-46. - ISSN 0134-2452.
  30. Kazanskiy, N.L. Parameter Optimization of a Tribometric Device for Rapid Assessment of Substrate Surface Cleanliness / N.L. Kazanskiy, V.A. Kolpakov, A.I. Kolpakov, S.V. Krichevsky, N.A. Ivliev, M.V. Desjatov // Optical Memory & Neural Networks (Information Optics). - 2008. - Vol. 17(2). - P. 167-172.
  31. Сойфер, В.А. Способ измерения чистоты поверхности подложек / В.А. Сойфер, Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков, В.В. Подлипнов // Патент РФ на изобретение № 2380684 от 27.01.2010. Бюл. №
  32. Бородин, С.А. Исследование процесса растекания капли жидкости, наносимой на поверхность подложки / С.А. Бородин // Компьютерная оптика. - 2006. - № 28. - С. 66-69. - ISSN 0134-2452.

References:

  1. Poltavtsev, Yu.G. Technology of Surface Processing in Microelectronics / Yu.G. Poltavtsev, A.S. Knyazev - Kiev: “Technics” Publisher, 1990. - 206 p. - (in Russian).
  2. Stern M.B. Binary Optics Fabrication // In the book "Mi-cro-optics. Elements, systems and applications" edited by Hans Peter Herzig. London: Taylor&Francis Ltd, 1997. - P. 53-85.
  3. Volkov, A.V. Technology of DOE Fabrication / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, V.A. Soifer, G.V. Usplenyev // In the book "Methods of Computer Optics" edited by V.A. Soifer. - Moscow: “Fizmatlit” Publisher, 2000. - P. 239-310. - (in Russian).
  4. Golovashkin, D.L. Technology of DOE Fabrication / D.L. Golovashkin, N.L. Kazanskiy, V.A. Soifer, V.S. Pavelyev, V.S. Solovyev, G.V. Usplenyev, and A.V. Volkov // In the book "Methods for Computer Design of Diffractive Optical Elements" edited by V.A. Soifer. - A Wiley Interscience Publication, John Wiley & Sons, Inc., 2002. - P. 267-345.
  5. 3D Laser Information Technologies / edited by P.E. Tverdokhleb. - Novosibirsk, ZAO IPP “Ofset”, 2003. - 551 p. - (in Russian).
  6. Kazanskiy, N.L. R-D Center for Solving Problems of Computer Optics / N.L. Kazanskiy // Computer Optics. - 2006. - N 29. - P. 58-77. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  7. Kazanskiy, N.L. Study of Optical Microrelief Formation in the Plasma Generated High-Voltage Gas Discharge Outside the Electrode. / N.L. Kazanskiy, V.A. Kolpakov. - Moscow: “Radio and Communications” Publisher, 2009. - 220 p. - (in Russian).
  8. Volkov, A.V. A Method for the Diffractive Microrelief Formation Using the Layered Photoresist Growth. / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, O.Yu. Moiseev, V.A. Soifer // Computer Optics. - 1996. - N 16 - P. 12-14. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  9. Volkov, A.V. A Method for the Diffractive Microrelief Forming Using the Layered Photoresist Growth / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, O.Yu. Moiseev, V.A. Soifer // Opt. And Lasers in Eng. - 1998. - Vol. 29(4-5). - P. 281-288.
  10. Volkov, A.V. Preparation of Substrate Surface for DOE Fabrication Using the Layered Photoresist Growth Method / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, O.Yu. Moiseev // Computer Optics. - 2001. - N 21. - P. 113-116. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  11. Volkov, A.V. Study of Plasma Etching Technology for Multilayered DOE Fabrication / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, O.E. Rybakov // Computer Optics. - 1998. - N 18. - P. 130-133. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  12. Volkov, A.V. Research of Diffractive Optics Elements Fabrication with Submicron Size Microrelief on the Silicon Substrate / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, O.E. Rybakov // Computer Optics. - 1998. - N 18. - P. 133-138. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  13. Volkov, A.V. Study of Processes of Photoresist Deposition and Etching to Improve the Accuracy of the Wide DOE Microrelief Formation / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, O.Yu. Moiseev // Computer Optics. -1999. - N 19. - P. 143-146. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  14. Volkov, A.V. Dry Etching of Polycrystalline Diamond Films / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, G.F. Kostyuk, V.S. Pavelyev // Computer Optics. - 2001. - N 22. - P. 50-52 - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  15. Volkov, A.V. Research and Development of Technology of DOE Microrelief Formation on Sapphire Substrates. / A.V. Volkov, O.G. Istinova, N.L. Kazanskiy, G.F. Kostyuk // Computer Optics. - 2002. - N 24. - P. 70-73. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  16. Volkov, A.V. Microrelief Fabrication Using Glasslike Chalcogenide Semiconductors / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, O.Yu. Moiseev // Computer Optics. - 2002. -N 24. - P. 74-77. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  17. Kazanskii, N.L. Anisotropic Etching of SiO2 in High-Voltage Gas-Discharge Plasmas / N.L. Kazanskii, V.A. Kolpakov, A.I. Kolpakov // Russian Microelectronics. - 2004. - V. 3, N 3. - P. 169-182. - ISSN 0544-1269. - (in Russian).
  18. Volkov, A.V. A Method for the Manufacture of Diffractive Optical Elements / A.V. Volkov, N.L. Kazanskiy, O.Yu. Moiseev // Patent RF of Invention №2231812 of June 27, 2004, Russian Bulletin of Inventions № 18, 2004. - (in Russian).
  19. Pavelyev, V.S. Formation of diffractive microrelief on diamond film surface / V.S. Pavelyev., S.A. Borodin, N.L. Kazanskiy, G.F. Kostyuk, A.V. Volkov // Optics & Laser Technology. - 2007. - Vol. 39, N 6. - P.1234-1238. - ISSN 0030-3992.
  20. Nefyodov, V.I. Physical Techniques of Solid State Surfaces Science. / V.I. Nefyodov, V.T. Cherepnin - Moscow: “Nauka” Publisher, 1983. - 257 p. - (in Russian).
  21. D.P. Woodruff, T.A. Delchar. Modern Techniques of Surface Science. - Cambridge University Press, 1986.
  22. Ogura, K. Introduction to Surface Physics / K. Ogura, V.G. Lifshits, A.A. Saranin, A.V. Zotov, M. Katayama - Moscow: “Mir” Publisher, 2006. - 490 p. - (in Russian).
  23. Biryukov, A.V. AFM and X-Ray Investigations of Surface Roughness of Glass Substrates with non-Gaussian Height Distribution / A.V. Biryukov, S.V. Gaponov, B.A. Gribkov, M.V. Zorina, V.L. Mironov, N.N. Salashchenko // Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. - 2003. - N 2. - P. 17-20. - ISSN 0207-3528. - (in Russian).
  24. Borodin, S.A. Automated Device for Substrate Surface Cleanliness Estimation from the Dynamic State of a Liquid Drop, Deposited on its Surface / S.A. Borodin, A.V. Volkov., N.L. Kazanskiy // Computer Optics. - 2006. - N 28. - P. 70-75. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  25. Kazanskiy, N.L. A Method for the Roughness Estimation of Dielectric Substrate / N.L. Kazanskiy, V.A. Volkov, S.A. Borodin // Patent RF of Invention №2231812 of August 20, 2008, Russian Bulletin of Inventions №23, 2008. - (in Russian).
  26. Borodin, S.A. Device for Analyzing Nanoroughness and Contamination on a Substrate from the Dynamic State of a Liquid Drop Deposited on its Surface. / S.A. Borodin, A.V. Volkov, N.L. Kazanskii // Journal of Optical Technology. - 2009. - Vol. 76, N 7. -P. 408-412. - ISSN 0030-4042. - (in Russian).
  27. Pereskokova, A.P. Tribometer Techniques Application for Monitoring of Details and Technological Environments Surface Cleanliness / A.P. Pereskokova, L.V. Solodovnikova, A.M. Akimova // Electronic Technics, Serie 7, Technology, production organization, and equipment. - 1979. - first edition. - P. 143-151.
  28. Kazanskiy, N.L. Parameter Optimization of a Tribometric Device for Rapid Assessment of Substrate Surface Cleanliness / N.L. Kazanskiy, V.A. Kolpakov, A.I. Kolpakov, S.V. Krichevsky, N.A. Ivliev // Computer Optics. - 2005. - N 28. - P. 76-79. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  29. Kazanskiy, N.L. Interaction of Dielectric Substrates in the Course of Tribometric Assessment of the Surface Cleanliness / N.L. Kazanskiy, V.A. Kolpakov, S.V. Krichevsky, N.A. Ivliev // Computer Optics. - 2007. - V. 31, N 1. - P. 42-46. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
  30. Kazanskiy, N.L. Parameter Optimization of a Tribometric Device for Rapid Assessment of Substrate Surface Cleanliness / N.L. Kazanskiy, V.A. Kolpakov, A.I. Kolpakov, S.V. Krichevsky, N.A. Ivliev, M.V. Desjatov // Optical Memory & Neural Networks (Information Optics). - 2008. - Vol. 17(2). - P. 167-172.
  31. Soifer, V.A. Method of Substrate Surface Cleanliness Estimation / V.A. Soifer, N.L. Kazanskiy, V.A. Kolpakov, A.I. Kolpakov, V.V. Podlipnov // Patent RF of Invention №2380684 of January 27, 2010, Russian Bulletin of Inventions №3, 2010. - (in Russian).
  32. Borodin, S.A. Study of Spreading of Liquid Drop, Deposited on the Surface of Substrate / S.A. Borodin // Computer Optics. - 2006. - N 28. - P. 66-69. - ISSN 0134-2452. - (in Russian).
© 2009, ИСОИ РАН
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 332-56-22, факс: +7 (846) 332-56-20