薄膜厚度的監(jiān)控ppt課件-展示頁
2025-05-12 05:21本頁面
【正文】 光學系統(tǒng)安排等麻煩； 2是信號容易判讀，隨著膜厚的增加，頻率線性地下降，與薄膜是否透明無關； 3是它還可以記錄沉積速率，這些特點使它很適合于自動控制；對于小于 8分之一光學波長厚度也具有較高的控制精度。 石英晶體監(jiān)控的有效精度取決于電子線路的穩(wěn)定性、所用晶體的溫度系數、石英晶體傳感探頭的特定結構以及相對于蒸發(fā)或濺射源的合理位置。隨著膜厚的增加，石英晶體的靈敏度降低，通常頻率的最大變化不得超過幾千赫，不然振蕩器工作將不穩(wěn)定，甚至停止振蕩。如果晶體的基頻 f越高，控制靈敏度也越高，這要求晶體的厚度足夠小。 厚度 Δ d的質量改變?yōu)?Δ m，薄膜密度為 ρ ＝ m/v，則有： 從上式可以看出，晶體振蕩器的頻率的改變與薄膜質量的改變成正比，因此，可以測量薄膜的質量。 原理： 5 將石英振蕩頻率對厚度求微分可得： Δ f=NΔ d/(d2)，它的意義是，若石英厚度 d改變 Δ d，則振動頻率變化 Δ f。對于 AT切割的石英晶體， N=fd＝ 。但是，實際所能達到的靈敏度大致只有 107 g/cm2，另外由于膜層密度與塊材的不同，使得物理厚度的測量精度受到限制。由于它是通過測量沉積的膜層的質量來測量沉積材料的厚度，因此，不論是金屬材料、半導體材料、氧化物等等的任何材料都能使用，它是使用最廣泛的膜厚監(jiān)控方法。 4 三、石英晶體振蕩法 石英晶體振蕩法測量薄膜厚度的原理是石英晶體振蕩的頻率會隨著晶體上薄膜質量的變化而變化。因此，用該方法對膜厚監(jiān)控的精度很難高于 5％。用這種方法可以測量電阻從 1歐姆到幾百兆歐姆的電阻，若加上直流放大器，電阻率的控制精度可達 %。 測量薄膜電阻變化來控制金屬膜厚度是最簡單的一種膜厚監(jiān)控方法。 在以上的方法中，電阻法最容易實現，而質量法應用最廣，光學監(jiān)控方法主要應用于光學鍍膜領域。 在薄膜沉積過程中要監(jiān)控薄膜的厚度，首先要能夠測量薄膜的厚度。一般情況下，薄膜厚度的誤差控制在 2％以內，有時可能達 5～ 10％。幾何厚度就是薄膜的物理厚度，物理厚度與薄膜的折射率的乘積就是光學厚度。2022/5/31 1 薄膜厚度的監(jiān)控 賴發(fā)春 2 一、概述 在制備薄膜的過程中，除了應當選擇合適的薄膜材料和沉積工藝外，還要精確控制薄膜沉積過程中的厚度。薄膜的厚度可以有三種說法，它們是幾何厚度、光學厚度和質量厚度。而質量厚度是指單位面積上的膜質量，當薄膜的密度已知時，就可以從質量厚度轉換計算出膜的幾何厚度。薄膜厚度的監(jiān)控必須在允許的誤差范圍之內。目前薄膜厚度在線測量的方法主要有：測量電阻法、質量法、反射透射光譜法和橢圓偏振光譜法等等，它們通過測量這些物理參量來實現膜厚的監(jiān)控。 3 二、電阻法 用電橋法測量薄膜的電阻率 V－被測膜， U－電壓， O－平衡指示器 R1,R2,R3－電阻器。右圖是用惠斯頓電橋測量薄膜電阻率的例子。 但是隨著薄膜厚度的增加，電阻減小要
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