一种扩展石英晶体膜厚测量范围的结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种扩展石英晶体膜厚测量范围的结构，包括：工件架、通过旋转轴安装于所述工件架中心的挡板、设于所述工件架中心位置上的法兰以及装载在所述法兰上的石英晶振片，所述挡板位于所述石英晶振片的正下方，所述挡板上设有一开口。本实用新型专利技术提供的结构，通过在石英晶振片的下方设一旋转的挡板，并在挡板上设有一开口，挡板面积与开口面积比值为Q，相比于工件，近似约有1/Q的膜料沉积到石英晶振片上，因此所述石英晶体膜厚测量范围可扩展Q倍。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及膜厚监测
， 特别是涉及一种扩展石英晶体膜厚测量范围的结构。
技术介绍
石英晶体是离子型的晶体，由于结晶点阵的有规则分布，当发生机械变形时，例如拉伸或压缩时能产生电极化现象，称为压电效应。石英晶体压电效应的固有频率不仅取决于其几何尺寸、切割类型，而且还取决于芯片的厚度。当芯片上镀了某种膜层，使芯片的厚度增大，则芯片的固有频率会相应的衰减。石英晶体的这个效应是质量负荷效应。石英晶体测厚系统通过测量石英晶振片振荡频率或与频率有关参量的变化来监控沉积薄膜的厚度。石英晶体测厚系统有非常高的灵敏度，可以做到埃数量级，显然晶体的基频越高，控制的灵敏度也越高，但基频过高时，晶振片会做得太薄，太薄的芯片易碎。所以一般选用的晶体片的频率范围为5~10MHz。在沉积过程中，基频最大下降允许2~3%，大约几百千赫。基频下降太多，振荡器不能稳定工作，产生跳频现象。如果此时继续淀积膜层，就会出现停振。为了保证振荡稳定和有高的灵敏度，晶体上膜层镀到一定厚度后，就应该更换新的晶振片。例如目前使用的石英晶振片约1500 nm左右就需要更换一个新的。这样一方面需要消耗大量的石英晶振片，另一方面对于某些镀膜厚度大于1500 nm的情况，该石英晶体测厚系统就爱莫能助了。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种结构，以扩展石英晶体膜厚测量范围。本技术的技术方案如下：本技术提供一种扩展石英晶体膜厚测量范围的结构，主要包括：工件架、通过旋转轴安装于所述工件架中心的挡板、设于所述工件架中心位置上的法兰以及装载在所述法兰上的石英晶振片，所述挡板位于所述石英晶振片的正下方，所述挡板上设有一开口，在蒸发镀膜过程中膜料通过该开口沉积到石英晶振片上，以此扩展石英晶体膜厚测量范围。进一步地，所述挡板上的开口呈扇形。进一步地，所述挡板上的开口弧度为36°。进一步地，所述挡板的总面积与所述开口的面积的比值Q在5-12之间。进一步地，所述Q的值为10。进一步地，所述挡板并不紧贴石英晶振片，其与石英晶振片之间具有一定距离h。因为挡板紧贴石英晶振片将会对石英晶振片的振荡产生一定的影响， 从而影响膜厚测量准确性。进一步地，所述挡板的旋转速度大于工件架的旋转速度。进一步地，所述挡板的旋转速度与所述工件架的旋转速度的比值在50-200之间。进一步地，所述挡板的旋转速度一般为每分钟1000-2000转，工件架的旋转速度一般为每分钟20转。当开口位置转到石英晶振片的位置就会有膜料沉积到石英晶振片上，否则就没有膜料沉积到石英晶振片上。进一步，当挡板旋转速度远大于工件架旋转速度时，所述挡板全弧度360度与挡板开口弧度ω的比值，即挡板面积与开口面积比值为Q，相比于工件，近似约有1/Q的膜料沉积到石英晶振片上，因此所述石英晶体膜厚测量范围可扩展Q倍。采用上述方案，本技术提供的结构，通过在石英晶振片的下方设一旋转的挡板，并在挡板上设有一开口，挡板面积与开口面积比值为Q，相比于工件，近似约有1/Q的膜料沉积到石英晶振片上，因此所述石英晶体膜厚测量范围可扩展Q倍。附图说明图1为蒸发系统示意图；图中11为真空室；12为蒸发系统；13为工件架；14为工件架中心位置；图2为一种扩展石英晶体膜厚测量范围的结构示意图；图中21为旋转轴；22为法兰；23为石英晶振片；24为挡板；25为固定挡板的部件；图3 为石英晶振片及挡板俯视图。图中ω为开口弧度。具体实施方式结合以下实施例对本技术作进一步说明。请参阅图1至图3，本技术提供一种扩展石英晶体膜厚测量范围的结构，其主要组件包括：工件架13、通过旋转轴21安装于所述工件架13中心的挡板24、设于所述工件架13中心位置14上的法兰22以及装载在所述法兰22上的石英晶振片23，所述挡板24位于所述石英晶振片23的正下方，所述挡板24上设有一开口。所述开口优选呈扇形，其弧度ω为36o。所述挡板24的总面积与该开口面积的比值为Q，Q的值在5-12之间。在本实施例中，该开口面积与挡板24的总面积比值为1/10，即Q=10。相当于在蒸发镀膜过程中有90%的时间膜料并没有沉积到石英晶振片23上，10%的时间有膜料沉积。当设置挡板24的旋转速度为每分钟2000转，工件架13的旋转速度为每分钟20转，挡板24的旋转速度与工件架13的旋转速度比值为100，薄膜厚度与镀膜时间近似成正比关系，石英晶振片23上的膜厚为工件上膜厚的1/10，相当于将石英晶振片23的量程扩大10倍。综上所述，本技术提供一种扩展石英晶体膜厚测量范围的结构，通过在石英晶振片的下方设一旋转的挡板，并在挡板上设有一开口，挡板面积与开口面积比值为Q，相比于工件，近似约有1/Q的膜料沉积到石英晶振片上，因此所述石英晶体膜厚测量范围可扩展Q倍。最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本技术的技术方案而非对本技术保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本技术作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的实质和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩展石英晶体膜厚测量范围的结构，其特征在于，包括：工件架、通过旋转轴安装于所述工件架中心的挡板、设于所述工件架中心位置上的法兰以及装载在所述法兰上的石英晶振片，所述挡板位于所述石英晶振片的正下方，所述挡板上设有一开口。

【技术特征摘要】
1.一种扩展石英晶体膜厚测量范围的结构，其特征在于，包括：工件架、通过旋转轴安装于所述工件架中心的挡板、设于所述工件架中心位置上的法兰以及装载在所述法兰上的石英晶振片，所述挡板位于所述石英晶振片的正下方，所述挡板上设有一开口。2.根据权利要求1所述的扩展石英晶体膜厚测量范围的结构，其特征在于，所述挡板上的开口呈扇形。3.根据权利要求2所述的扩展石英晶体膜厚测量范围的结构，其特征在于，所述挡板上的开口弧度为36°。4.根据权利要求2所述的扩展石英晶体膜厚测量范围的结构，其特征在于，所述挡板的总面积与所述开口的面积的比值Q在5-12之间。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：战永刚，郭杏元，战捷，曹永盛，
申请(专利权)人：深圳市三海科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44