膜厚控制仪工作原理.pdf

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1、膜厚控制仪工作原理于录英福康中国维修经理1膜厚控制仪组成真空室探头振荡器最远72最长100英寸6英寸英尺膜厚控制仪组件控制仪挡板控制振荡包(XIU)连接法兰探头电源0-10VDC晶片控制电压（压缩空气控制阀）2测量原理探头VACUUMCHAMBERDEPOSITIONCONTROLLERSHUTTERCONTROLPOWERSUPPLYCONTROLVOLTAGE3测量原理石英晶体的频率变化与附加上的质量的关系：附加上的质量增加，振荡频率降低质量=密度X面积X厚度4晶片结构5晶片尺寸6膜厚测量原理膜厚控制

2、仪是利用石英晶体的压电效应，通过测量石英晶体的震荡频率的变化转换出膜的厚度电场加到石英晶体上可使晶体产生振荡最低的振荡频率叫做基准频率本公司的晶片的基准频率是6MHz7压电效应•若在晶片的两个极板间加一电场，会使晶体产生机械变形；反之，若在极板间施加机械力，又会在相应的方向上产生电场，这种现象称为压电效应。•如在极板间所加的是交变电压，就会产生机械变形振动，同时机械变形振动又会产生交变电场。•这种机械振动的振幅是比较小的，其振动频率则是很稳定的•但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率（决定于晶片的尺寸）相等时，机械振

3、动的幅度将急剧增加，这种现象称为压电谐振•石英晶体又称为石英晶体谐振器。其特点是频率稳定度很高8传统测量技术1.“Frenquency”频率测量方式，直接测量频率，工作范围0.02x基准频率2.“Period”测量方式，测量高频振荡器与工作晶振的时间差，工作范围0.05x基准频率3.“Z-match“测量方式，把晶振系统作为声频谐振器测量，工作范围0.4x基准频率9测量原理膜的厚度(LuandLewis):T=(Nd/pdfZ)arctan(Ztan[p(f-f)/f])fqqfcqcq(accuratefor>2M

4、Hzfrequencyshift)Z–比率:Z=(dm/dm)½qqffT=膜厚N=166,100HzcmforATcutquartzfqd=石英密度d=膜的密度qff=镀膜后的频率.f=未镀膜前的频率cqm=石英的切变模量m=膜的切变模量qf10传统测量技术有源振荡器晶片振荡需要吸收能量,随着镀上的质量的增加，振荡所需的能量也要增加，最终电路提供的最大能量也不能使晶片震荡，就会出现晶片失效的报警。晶片是振荡器电路中有源元件，随着镀膜材料的增加，晶振阻值变化，震荡电路的谐振频率会跳跃到非谐震荡点，即晶片在基准频率以外

5、的频率处振荡。*不同的振荡频率质量与频率的关系是不同的*所以“频率跳跃”会导致镀膜速率与厚度的偏差。11INFICON专利测量技术ModelockTMModelockTM专利技术晶片在电路中是无源元件数字合成频率施加给晶片测量施加的电压与电流的相位差测量晶片（电路）对施加的该能量的反应*如果反应是电感性的，说明施加的频率比晶片的基准频率高*如果反应是电容性的，说明施加的频率比晶片的基准频率低*如果反应是纯电阻性的，说明施加的频率与晶片的基准频率一致*最多15000次/秒12专利技术ModelockTM我们连续调整施加

6、的频率，使其跟踪晶片的基准频率，该频率由于晶片质量增加而降低。这使我们可以连续锁定在基准频率，排除了“频率跳跃及其造成的误差。我们设计的测量演算系统可以检测到非常低的能量水平，因此延长了晶片使用寿命，提高了灵敏度我们也可测量两种不同的测量频率，基准频率和某非谐振频率这样就可实现自动测量Z比率=AUTOZ13ModelockTM优点消除频率跳跃对高阻尼的晶片延长了寿命(200%)0.005Hz测量精度测量速率10Hz可自动检测声阻抗率:-“AutoZ”14晶片寿命----耗材成本15ModeLock高精度Z比率---测

7、量误差17AdvantageofAutoZAutoZ突出优势(Cygnus2,IC6)下列应用优势突出:•镀膜材料的Z-比率未知•共镀膜两种或多种材料•两种或多种材料多层膜file_nameApril19Selenium（硒）镀膜AutoZRatioValue19测量控制流程20膜控仪的工作流程电镀膜前镀膜中镀膜后源功速功率功率功率预率预镀提镀降率功率功率提熔提熔膜升膜低保降低1升21持2升112时间21