薄膜厚度的監(jiān)控ppt課件(已改無錯(cuò)字)
2023-06-03 05:21:53 本頁面
【正文】 三種，一種是直接控制，即全部膜層自始至終直接由被鍍樣品進(jìn)行控制，不換控制片；另一種是間接控制，即控制是在一系列的控制片上進(jìn)行的；第三種是半直接控制，它是在鍍有預(yù)鍍層的控制片上直接監(jiān)控所有膜層。 直接控制在控制窄帶濾光片方面具有它的合理性，原因有： 鄰近膜層之間能自動(dòng)進(jìn)行膜厚誤差的補(bǔ)償（在控制波長上）； 避免因凝聚特性變化所引起的誤差，因而使窄帶濾光片獲得很高的波長定位精度。 右圖是膜層厚度誤差的補(bǔ)償解釋圖。當(dāng)鍍 A層時(shí)，由于膜厚的不準(zhǔn)導(dǎo)致誤差 δA，但是在鍍下一層 B時(shí)可以通過極值補(bǔ)償將此誤差減小，當(dāng)然鍍完 B層后，可能也還有誤差 δB。即使這樣，到全部膜層鍍好后，誤差也不會(huì)積累變得很大。 15 過正控制： 由于極值法的固有精度不高，在極值處監(jiān)控信號(hào)對(duì)于膜厚的變化不夠靈敏。所以有經(jīng)驗(yàn)的鍍膜操作者一般并不把沉積停止在理論極值處，而是停止在眼睛能分辨的反轉(zhuǎn)值處，其目的是故意產(chǎn)生一個(gè)一致性的過正量，以減小判斷膜厚的隨機(jī)誤差，該方法就是過正控制。 過正控制與膜層厚度誤差 右圖就是一種過程控制的實(shí)例，可以看出，利用過正控制技術(shù)，最后的光學(xué)厚度誤差反而更小。 16 改進(jìn)的極值法裝置 雙光路膜厚監(jiān)控儀 左圖是一種使用雙光路監(jiān)控的極值法膜厚監(jiān)控儀。它與傳統(tǒng)的極值法控制的不同之處在于經(jīng)調(diào)制的光束被一分為二：一束經(jīng)由探測(cè)器接收后輸出作為參考信號(hào)，另一束光線經(jīng)控制片反射后再由另一個(gè)探測(cè)器接收，輸出測(cè)量信號(hào)，光度計(jì)顯示測(cè)量信號(hào)與參考信號(hào)的差值。這樣光度計(jì)顯示的只是測(cè)量信號(hào)中隨膜層厚度變化而變化的部分信號(hào)，擴(kuò)大了變化部分的量程。這種裝置反射率的測(cè)量誤差可降至 %，從而提高膜厚監(jiān)控精度。 17 六、波長調(diào)制法 波長調(diào)制法控制系統(tǒng)示意圖 波長調(diào)制法比極值法的控制精度更高，它不是測(cè)量控制片的反射率（透射率），而是測(cè)量反射（透射）率對(duì)波長的導(dǎo)數(shù)。在極值點(diǎn)，反射率曲線的導(dǎo)數(shù)為零。這樣在控制四分之一波長或其整數(shù)倍厚度膜層的精確方法。 右圖是波長調(diào)制法監(jiān)控示意圖。由光源發(fā)出白光，透過（當(dāng)然也可以反射）控制片而照射到單色儀的入射狹縫，從單色儀振動(dòng)狹縫出射的單色光被光電倍增管接收，然后經(jīng)電路系統(tǒng)顯示。振動(dòng)狹縫的作用就相當(dāng)于對(duì)從單色儀來的光進(jìn)行對(duì)波長的導(dǎo)數(shù)。 18 七、任意厚度的監(jiān)控方法和裝置 在經(jīng)典的薄膜系統(tǒng)，不管采用幾種介質(zhì)材料，也不管有多少層，它們的厚度是規(guī)整的，就都是四分之一波長或其整數(shù)倍厚度。這很大程度上是由于傳統(tǒng)的解析設(shè)計(jì)方法都是以各層厚度為 1/4波長或其整數(shù)倍為前提的，無疑這種厚度整齊的膜系對(duì)于制備和監(jiān)控是方便的，前面的方法已成功地用來監(jiān)控這些膜系。但是隨著光學(xué)薄膜的應(yīng)用日益廣泛，對(duì)薄膜的特性不斷提出新的要求，用經(jīng)典的膜系已不能滿足要求，而必須尋找任何厚度的新膜系。利用電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)，為了增加設(shè)計(jì)參數(shù)，通常把各層厚度作為校正參數(shù)，因而設(shè)計(jì)得到的各類膜系，其厚度幾乎都是
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