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VPI:为什么需要配膜厚检测仪 及 其工作原理
来源: | 作者:VPI_ZTT | 发布时间: 2024-11-05 | 208 次浏览 | 分享到:
在现代工业制造中,薄膜技术广泛应用于半导体、光学器件等领域,薄膜厚度直接影响产品性能。实时监控膜厚可以避免过度沉积,节省成本并提高产品竞争力。石英晶体微量天平(QCM)是最常用的膜厚检测器,基于压电效应和频率变化原理,能够精确测量膜厚。650MH高真空磁控溅射镀膜仪和900M低真空镀膜仪分别适用于高精度和一般精度的镀膜需求,均配备先进的膜厚检测器,确保薄膜厚度的精确控制。

VPI:为什么需要配膜厚检测仪 及 其工作原理

 

在现代工业制造中,薄膜技术被广泛应用于半导体、光学器件、装饰镀膜等领域。薄膜的厚度直接影响产品的性能和质量,因此,在镀膜过程中实时监控膜厚至关重要。VPI的研发工程师将介绍为什么镀膜设备需要配置膜厚检测器,以及膜厚检测器的工作原理,重点关注650MH高真空磁控溅射镀膜仪和900M样品制备镀膜仪的应用。

 

为什么需要膜厚检测器

薄膜厚度的精确控制是保证产品性能的关键因素。过厚或过薄的膜层都会导致产品性能的不稳定,影响导电性、光学性能或机械强度等关键指标。实时监控膜厚可以避免过度沉积,节省材料和时间成本。同时,可以及时调整工艺参数,避免因膜厚偏差导致的返工或废品。不同的应用对膜厚有着严格的要求,精确的膜厚控制能够满足各种复杂工艺的需求,提高产品的竞争力。


膜厚检测器的工作原理

石英晶体微量天平(QCM)石英晶体微量天平是最常用的膜厚检测器之一。其工作原理基于石英晶体的压电效应和共振频率变化。


压电效应

石英晶体是一种压电材料,内部原子结构排列有序。当对其施加机械力时,会导致电荷分布不均匀,产生电信号;反之,施加电场会引起机械变形,使其振动。


频率变化与质量关系

当镀膜材料沉积在石英晶体表面时,晶体的质量增加,导致其共振频率降低。根据萨尔布里(Sauerbrey)方程,频率的变化与沉积质量成正比:通过测量频率的变化,可以精确计算出膜厚。

 

QCM的组成

石英晶体传感器:具有特定的频率、电阻和电极材料。

传感器头:稳定晶体的温度,提供稳定的测量环境。

电子监控器或控制器:提供交变电流使晶体振动,实时监测频率变化,并计算膜厚。

 

电极材料的选择

石英晶体电极通常采用金或银。金电极适用于一般的蒸发或溅射工艺,而银电极在高电流沉积(如碳棒蒸发)中表现更佳,因为其导电性更好,能够准确反映膜厚变化。

 

650MH高真空磁控溅射镀膜仪与900M低真空镀膜仪的应用

高精度膜厚控制:配备先进的QCM膜厚检测器,能够在高真空条件下实现纳米级的膜厚控制。

适用范围广:适用于半导体、光学镀膜等需要高纯度、高精度的领域。

稳定性强:高真空环境减少了杂质的引入,提高了薄膜的质量。

 

900M(样品制备)真空镀膜仪

经济高效:适用于对真空度要求不高的镀膜工艺,降低了设备和运行成本。

灵活性强:同样配备了膜厚检测器,能够满足一般工业应用的膜厚控制需求。

操作简便:适合教育科研和中小型企业的生产需求。