真空镀膜时如何控制膜层的厚度

Question

如题所述

Answer 1

时间-功率控制 根据 厚度=时间×速率,改变功率以保证V接近常数,再通过时间来控制厚度.
石英晶体监控 监测晶振片的振动频率 根据厚度与频率的变化关系,计算当前厚度来控制
光学监控 直接测量膜系的光学特性R/T
目测 肉眼观测反射颜色来控制膜层厚度,误差太大

Answer 2

精度要求高的话使用石英晶体测厚仪，可以直接测出膜层厚度，也可以跟电源设置自动膜厚控制，达到所需的厚度时自动停止。

Answer 3

一般是调节相关工艺以控制膜层沉积速率，然后通过控制时间来控制膜层的厚度。

Answer 4

1. 时间控制
对于沉积速率相对稳定的系统，厚度为时间和沉积速率的乘积。溅射中用的多些，但现在也逐渐加装下面所述的石英晶体膜厚控制系统或光控。
2. 目测
观察反射颜色随膜层沉积的变化。只有几层膜的重复生产中，有经验的师傅，控制精度甚至能达到10nm级别。
对人员依赖，不利于自动化生产。
3. 石英晶体膜厚控制
晶控，监测石英晶振片振动频率，利用其随膜厚增加而下降的关系，反推出沉积厚度。
优点，沉积材料无所谓透明，介质金属都可以，容易自动化。
缺点，监测并计算出的厚度是晶振片上的沉积厚度，并不是产品上的。所以虽然原理上精度很高，实际控制精度一般在5%，真空系统及成膜工艺优化后可达到0.5%。
4. 光学控制
光控，通常是实时监测监测片上的透过或反射光谱，反推出膜层厚度。自动系统中，一般伴有石英晶体膜厚控制系统控制沉积速率。
分直接监控和间接监控两种。
间接监控，监测片不同于产品片，
直接监控直接检测产品位置，甚至监测片就是产品片，特别适用于对于膜厚精度要求非常高的光学窄带滤光片。
另外，即使有光学控制系统时，晶控膜厚控制法仍不失为薄层或对光控法不敏感层的有效手段。
5. 其它
椭偏法（光学法的一种）、方块电阻法（导电膜），
ALD中，或可以用反应次数来控制。
总之，每种膜厚控制方法各有优缺点，根据沉积要求和沉积特性，找到适宜的控制方法，是对真空镀膜机研制者的要求。相对来说，晶控是一种成本较低又较为通用的方法。国内，膜林科技专业于石英晶体膜厚控制和光学控制系统。