空气薄膜厚度的原理及测量方法

⑴ 薄膜测厚仪的工作原理和特点是什么

干膜还是湿膜呢？什么基材上的薄膜呢？如果是涂层测厚仪的话，它有两种原理，磁性原理和涡流原理，
磁性原理的特点是测量金属基材（如：钢、铁）上非磁性覆层的厚度，涡流原理的特点是测量非磁性金属基体（如：铝、铜、不锈钢）上非导电覆层的厚度，广州东儒有一款DR380可以同时满足这两种原理的检测。

⑵ 怎样测量薄膜厚度

可以用高精度的涂层测厚仪PD-CT2，下面垫一块铁基体，薄膜太软了不行，可以用平头有的测厚规来测，但是精度不高

⑶ 薄膜测厚仪的测量原理是什么精度可以达到多少

在被测量的薄膜上垂直照射可视光，光的一部分在膜的表面反射，另一部分透进薄膜，然后在膜与底层之间的界面反射，薄膜表面反射的光和薄膜底部反射的光产生干涉现象。利用白光干涉测量法的原理，它用一个宽波段的光源来测得不同波长的反射数据，由于反射率n和k随薄膜的不同而变化，根据这一特性进行曲线拟合从而求得膜厚。不同类型材料的相应参数通过不同的模型来描述，从而保证了不同类型材料膜厚测量的准确性。
大成精密设备薄膜测厚仪采用非放射性先进测量技术，是测量隔膜厚度的理想解决方案。

⑷ 测透明薄膜的厚度的测量方案

光学薄膜测厚仪 (SpectraThick Series) 的核心技术介绍和原理说明

SpectraThick series的特点是非接触, 非破坏方式测量，无需样品的前处理，软件支持Windows操作系统等。ST series是使用可视光测量wafer，glass等substrates上形成的氧化膜，氮化膜，Photo-resist等非金属薄膜厚度的仪器。

测量原理如下：在测量的wafer或glass上面的薄膜上垂直照射可视光，这时光的一部分在膜的表面反射，另一部分透进薄膜，然后在膜与底层 (wafer或glass)之间的界面反射。这时薄膜表面反射的光和薄膜底部反射的光产生干涉现象。SpectraThick series就是利用这种干涉现象来测量薄膜厚度的仪器。

仪器的光源使用Tungsten
Lamp，波长范围是400 nm ~ 800 nm。从ST2000到ST7000使用这种原理，测量面积的直径大小是4μm ~ 40μm (2μm ~ 20μm optional)。ST8000-Map作为K-MAC (株) 最主要的产品之一，有image processs功能，是超越一般薄膜厚度测量仪器极限的新概念上的厚度测量仪器。测量面积的最小直径为0.2μm，远超过一般厚度测量仪器的测量极限 (4μm)。顺次测量数十个点才能得到的厚度地图 (Thickness Map) 也可一次测量得到，使速度和精确度都大大提高。这一技术已经申请专利。

韩国K-MAC (株)
SpectraThick series的又一优点是一般仪器无法测量的粗糙表面 (例如铁板，铜板) 上形成的薄膜厚度也可以测量。这是称为VisualThick OS的新概念上的测量原理。除测量薄膜厚度外还有测量透射率，玻璃上形成的ITO薄膜的表面电阻，接触角度 (Contact Angle) 等的功能，目前国内外知名的半导体行业及光刻胶等相关行业的很多企业都选择K-MAC膜厚仪，广州市金都恩科精密仪器有限公司是中国区总代理，进入企业网站可以详细了解。

产品说明

本仪器是把UV-Vis光照在测量对象上，利用从测量对象中反射出来的光线测量膜的厚度的产品。

这种产品主要用于研究开发或生产导电体薄膜现场，特别在半导体及有关Display工作中作为

In-Line monitoring 仪器使用。

产品特性

1) 因为是利用光的方式，所以是非接触式，非破坏式，不会影响实验样品。

2) 可获得薄膜的厚度和 n,k 数据。

3) 测量迅速正确，且不必为测量而破坏或加工实验样品。

4) 可测量 3层以内的多层膜。

5) 根据用途可自由选择手动型或自动型。

6) 产品款式多样，而且也可以根据顾客的要求设计产品。

7)可测量 Wafer/LCD 上的膜厚度 (Stage
size 3“ )

8)Table Top型, 适用于大学,研究室等

⑸ 薄膜厚度静态和动态监测方法分别有哪些

真空镀膜就是置待镀材料和被镀基板于真空室内，采用一定方法加热待镀材料，使之蒸发或升华，并飞行溅射到被镀基板表面凝聚成膜的工艺。
一、镀膜的方法及分类
在真空条件下成膜有很多优点：可减少蒸发材料的原子、分子在飞向基板过程中于分子的碰撞，减少气体中的活性分子和蒸发源材料间的化学反应（如氧化等），以及减少成膜过程中气体分子进入薄膜中成为杂质的量，从而提供膜层的致密度、纯度、沉积速率和与基板的附着力。通常真空蒸镀要求成膜室内压力等于或低于10-2Pa，对于蒸发源与基板距离较远和薄膜质量要求很高的场合，则要求压力更低。
主要分为一下几类：
蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。
蒸发镀膜：通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面，称为蒸发镀膜。这种方法最早由M.法拉第于1857年提出，现代已成为常用镀膜技术之一。
蒸发物质如金属、化合物等置于坩埚内或挂在热丝上作为蒸发源，待镀工件，如金属、陶瓷、塑料等基片置于坩埚前方。待系统抽至高真空后，加热坩埚使其中的物质蒸发。蒸发物质的原子或分子以冷凝方式沉积在基片表面。薄膜厚度可由数百埃至数微米。膜厚决定于蒸发源的蒸发速率和时间（或决定于装料量），并与源和基片的距离有关。对于大面积镀膜，常采用旋转基片或多蒸发源的方式以保证膜层厚度的均匀性。从蒸发源到基片的距离应小于蒸气分子在残余气体中的平均自由程，以免蒸气分子与残气分子碰撞引起化学作用。蒸气分子平均动能约为0.1～0.2电子伏。
蒸发源有三种类型。①电阻加热源：用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热在它上方的或置于坩埚中的蒸发物质。电阻加热源主要用于蒸发Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。②高频感应加热源：用高频感应电流加热坩埚和蒸发物质。③电子束加热源：适用于蒸发温度较高（不低于2000[618-1]）的材料，即用电子束轰击材料使其蒸发。
蒸发镀膜与其他真空镀膜方法相比，具有较高的沉积速率，可镀制单质和不易热分解的化合物膜。
为沉积高纯单晶膜层，可采用分子束外延方法。生长掺杂的GaAlAs单晶层的分子束外延装置。喷射炉中装有分子束源，在超高真空下当它被加热到一定温度时，炉中元素以束状分子流射向基片。基片被加热到一定温度，沉积在基片上的分子可以徙动，按基片晶格次序生长结晶用分子束外延法可获得所需化学计量比的高纯化合物单晶膜，薄膜最慢生长速度可控制在1单层／秒。通过控制挡板,可精确地做出所需成分和结构的单晶薄膜。分子束外延法广泛用于制造各种光集成器件和各种超晶格结构薄膜。
溅射镀膜：用高能粒子轰击固体表面时能使固体表面的粒子获得能量并逸出表面，沉积在基片上。溅射现象于1870年开始用于镀膜技术，1930年以后由于提高了沉积速率而逐渐用于工业生产。通常将欲沉积的材料制成板材——靶,固定在阴极上。基片置于正对靶面的阳极上,距靶几厘米。系统抽至高真空后充入 10-1帕的气体（通常为氩气），在阴极和阳极间加几千伏电压，两极间即产生辉光放电。放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极，与靶表面原子碰撞，受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子,其能量在1至几十电子伏范围。溅射原子在基片表面沉积成膜。与蒸发镀膜不同，溅射镀膜不受膜材熔点的限制,可溅射W、Ta、C、Mo、WC、TiC等难熔物质。溅射化合物膜可用反应溅射法，即将反应气体 (O、N、HS、CH等)加入Ar气中,反应气体及其离子与靶原子或溅射原子发生反应生成化合物（如氧化物、氮化物等）而沉积在基片上。沉积绝缘膜可采用高频溅射法。基片装在接地的电极上，绝缘靶装在对面的电极上。高频电源一端接地，一端通过匹配网络和隔直流电容接到装有绝缘靶的电极上。接通高频电源后，高频电压不断改变极性。等离子体中的电子和正离子在电压的正半周和负半周分别打到绝缘靶上。由于电子迁移率高于正离子，绝缘靶表面带负电，在达到动态平衡时，靶处于负的偏置电位，从而使正离子对靶的溅射持续进行。采用磁控溅射可使沉积速率比非磁控溅射提高近一个数量级。
离子镀：蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子沉积在固体表面，称为离子镀。这种技术是D.麦托克斯于1963年提出的。离子镀是真空蒸发与阴极溅射技术的结合。一种离子镀系统如图4[离子镀系统示意图],将基片台作为阴极，外壳作阳极，充入惰性气体（如氩）以产生辉光放电。从蒸发源蒸发的分子通过等离子区时发生电离。正离子被基片台负电压加速打到基片表面。未电离的中性原子（约占蒸发料的95％）也沉积在基片或真空室壁表面。电场对离化的蒸气分子的加速作用（离子能量约几百～几千电子伏）和氩离子对基片的溅射清洗作用，使膜层附着强度大大提高。离子镀工艺综合了蒸发（高沉积速率）与溅射（良好的膜层附着力）工艺的特点，并有很好的绕射性，可为形状复杂的工件镀膜。
二、薄膜厚度的测量
随着科技的进步和精密仪器的应用，薄膜厚度测量方法有很多，按照测量的方式分可以分为两类：直接测量和间接测量。直接测量指应用测量仪器，通过接触（或光接触）直接感应出薄膜的厚度。
常见的直接法测量有：螺旋测微法、精密轮廓扫描法（台阶法）、扫描电子显微法（SEM）；
间接测量指根据一定对应的物理关系，将相关的物理量经过计算转化为薄膜的厚度，从而达到测量薄膜厚度的目的。
常见的间接法测量有：称量法、电容法、电阻法、等厚干涉法、变角干涉法、椭圆偏振法。按照测量的原理可分为三类：称量法、电学法、光学法。
常见的称量法有：天平法、石英法、原子数测定法；
常见的电学法有：电阻法、电容法、涡流法；
常见的光学方法有：等厚干涉法、变角干涉法、光吸收法、椭圆偏振法。
下面简单介绍三种：
1. 干涉显微镜法
干涉条纹间距Δ0，条纹移动Δ，台阶高为t=(Δ/Δ0 )*0.5λ，测出Δ0 和Δ，即可，其中λ为单色光波长，如用白光，λ取 530nm。

2. 称重法
如果薄膜面积A，密度ρ和质量m可以被精确测定的话，膜厚t就可以计算出来：
d=m/Aρ。
3 石英晶体振荡器法
广泛应用于薄膜淀积过程中厚度的实时测量，主要应用于淀积速度，厚度的监测，还可以反过来（与电子技术结合）控制物质蒸发或溅射的速率，从而实现对于淀积过程的自动控制。
对于薄膜制造商而言，产品的厚度均匀性是最重要的指标之一，想要有效地控制材料厚度，厚度测试设备是必不可少的，但是具体要选择哪一类测厚设备还需根据软包材的种类、厂商对厚度均匀性的要求、以及设备的测试范围等因素而定。
三、真空镀膜机保养知识：
1. 关闭泵加热系统，然后分离蒸镀室（主要清洁灰尘，于蒸镀残渣）
2. 关闭电源或程序打入维护状态
3. 清洁卷绕系统（几个滚轴，方阻探头，光密度测量器）
4. 清洁中罩室（面板四周）
5. 泵系统冷却后打开清洁（注意千万不能掉入杂物，检查泵油使用时间与量计做出更换或添加处理）
6. 检查重冷与电气柜设备。

⑹ 薄膜测厚仪原理是什么如何使用

不要管楼上的说了那么多废话，简单的说吸虫器就是在样本调查时用的抓捕昆虫的工具，最简单的吸虫器就是一个带有管子的塑料罐。

⑺ 迈克耳孙干涉仪，在光路中插入薄膜，是如何通过观察条纹移动数目，测量出薄膜的折射率的原理是什么还

迈克尔逊干涉仪，本质上是一定厚度空气膜的干涉，一道光经过半透半反膜，分成相互垂直的两路光，这两路光分别经过不同的两段路程后经反射镜再次回来形成干涉，因为两路光经过的距离不同，实质上可以把距离差就看做空气薄膜，也就是两个反射镜所在刻度的读数差。
假设空气膜厚度为t，由于经过反射镜来回一次，所以两列光束的光程差就是2t。加入其他材质的薄膜，其中一列光的光程就会增加2nt，这样的话实际光程差就会比原来多出2（n-1）t，这部分多出来的光程差就造成了条纹移动。

⑻ 薄膜在线测厚仪的有哪些测量原理

薄膜在线测厚仪的测量原理有4种：射线技术，X射线技术，近红外技术和光学透过率技术
2.1 射线技术
射线技术是最先应用于在线测厚技术上的射线技术，在上世纪60年代就已经广泛用于超薄薄膜的在线厚度测量了。它对于测量物没有要求，但传感器对温度和大气压的变化、以及薄膜上下波动敏感，设备对于辐射保护装置要求很高，而且信号源更换费用昂贵，Pm147源可用5-6年，Kr85源可用10年，更换费用均在6000美元左右。

2.2 X射线技术
这种技术极少为塑料薄膜生产线所采用。X光管寿命短，更换费用昂贵，一般可用2-3年，更换费用在5000美元左右，而且不适用于测量由多种元素构成的聚合物，信号源放射性强。X射线技术常用于钢板等单一元素的测量。

2.3 近红外技术
近红外技术在在线测厚领域的应用曾受到条纹干涉现象的影响，但现在近红外技术已经突破了条纹干涉现象对于超薄薄膜厚度测量的限制，完全可以进行多层薄膜总厚度的测量，并且由于红外技术自身的特点，还可以在测量复合薄膜总厚度的同时给出每一层材料的厚度。近红外技术可用于双向拉伸薄膜、流延膜和多层共挤薄膜，信 号源无放射性，设备维护难度相对较低。

2.4光学涂层技术
对于透光的材料，材料一定的情况下，透过率和测量的厚度成一一对应关系，所有通过测量材料的光学透过率（光密度）来达到测量材料厚度的目的，在卷绕式镀膜行业，如镀铝膜，各种包装膜，通过在线监测薄膜的透过率来在线监测生产的品质，已经是一种非常成熟的方案。如深圳市林上科技的LS152真空镀膜在线测厚仪就是利用光学透过率的原理来实现非接触式的在线测厚，该仪器支持RS485通讯接口和MODBUS通讯协议，可以与镀膜机上的PLC进行通讯实现闭环控制。