真空蒸鍍與膜厚測量儀測膜厚的實(shí)時監(jiān)控原理

時間：2019/4/25閱讀：1256

　　膜厚測量儀中薄膜的聲阻抗和密度是進(jìn)行膜厚計算的關(guān)鍵參數(shù)。對于國內(nèi)外公司生產(chǎn)的膜厚測量儀的軟件中已經(jīng)具備一定數(shù)量材料的薄膜密度和聲阻抗，但主要是金屬和金屬化合物等無機(jī)材料，缺乏常用的有機(jī)半導(dǎo)體材料的參數(shù)，同時這方面數(shù)據(jù)也很難查到，基于以上事實(shí)特進(jìn)行研究。可先假定使用一套已有數(shù)據(jù)，然后將測得膜厚與膜厚儀顯示的膜厚進(jìn)行比較，通過數(shù)學(xué)軟件計算可以確定具體值。

　　真空蒸鍍與膜厚實(shí)時監(jiān)控原理：

　　真空蒸發(fā)鍍膜法（簡稱真空蒸鍍）是在真空室中，加熱蒸發(fā)容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸汽流，入射到固體（稱為襯底或基片）表面，凝結(jié)形成固態(tài)薄膜的一種工藝。真空蒸發(fā)沉積技術(shù)屬于物理氣相沉積的一種。蒸發(fā)源是蒸發(fā)裝置的關(guān)鍵部件，根據(jù)蒸發(fā)源不同，真空蒸發(fā)鍍膜法又可以分為電子束蒸發(fā)源蒸鍍法、電阻蒸發(fā)源蒸鍍法、高頻感應(yīng)蒸發(fā)源蒸鍍法、激光束蒸發(fā)源蒸鍍法等。

　　采用的是電阻蒸發(fā)源蒸鍍法。在蒸鍍薄膜時，在真空腔內(nèi)安裝有膜厚儀探頭，時刻將腔室內(nèi)薄膜生長速率、薄膜沉積的厚度反映出來。膜厚測量儀測量膜厚及生長速率采用的是晶體振蕩原理。晶體振蕩器是根據(jù)晶體的固有振蕩頻率隨其質(zhì)量而變化的特性制造的。晶體的諧振基頻與晶體厚度t有如下關(guān)系：

　　J=＝v／A＝v／2t；

　　式中，是在厚度t方向上波長為A的彈性橫波的傳播速度。如果在晶體上沉積一層薄膜，其密度為D,厚度為A，只要Af足夠小，則膜本身的彈性尚未起作用，其總體性能仍接近于晶體本身的彈性，因而可以認(rèn)為晶體增加了厚度（Df／D）Af，其中D為晶體的密度。

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