一种高精度膜厚测量系统及方法技术方案

一种高精度膜厚测量系统及方法，本发明专利技术的膜厚仪、振荡包、编码器、滑环安装于真空腔体外工件架的旋转轴顶部，晶片探头、石英晶体和温度传感器安装于真空腔体内工件架表面，晶片探头、温度传感器信号通过真空馈入法兰引出，工件架的旋转轴带动上述部件水平旋转；所述膜厚仪根据编码器数据选择石英晶体的最佳测试位置，所述膜厚仪根据温度传感器数据对石英晶体频率进行温度校准，所述膜厚仪利用校准后频率准确计算真实膜厚，通过滑环实现膜厚仪与腔体外静态工控机的数据传输。实现旋转镀膜时膜厚的准确测量，有效消除温度影响，确保运动与非运动部件之间的数据可靠传输。运动部件之间的数据可靠传输。运动部件之间的数据可靠传输。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度膜厚测量系统及方法


[0001]本专利技术涉及真空镀膜
，尤其涉及采用石英晶体检测薄膜厚度的真空镀膜领域。

技术介绍

[0002]在真空材料表面处理或真空镀膜的时候，通常需要实时监测每一层薄膜的厚度，如镀制光学薄膜产品时，薄膜厚度的精确控制对保障光学薄膜的性能尤为重要。目前真空镀膜过程中，薄膜厚度的控制手段主要分三种。第一种是镀膜时长控制法，即通过事先计算一定条件下的沉积速率，然后控制薄膜沉积时间，采用时间乘以沉积速率得到薄膜的厚度。第二种是石英晶体膜厚检测法，即通过监测镀膜过程中，石英晶体振荡频率的变化来计算相应的沉积上的薄膜质量，采用材料厚度等于该材料质量除以该材料密度，再除以本石英晶体的面积的方式计算出薄膜厚度。第三种是光学干涉控制法，利用光学干涉法特性，发射一束光至薄膜表面，利用光入射不同界面发生反射和透射而产生干涉条纹的原理，测量薄膜的厚度。
[0003]石英晶体膜厚检测法具有控制精度高（0.1nm），易于实现自动控制，可直接监控成膜速度，便于工艺稳定重复，可控制任意膜层厚度等优点，被广泛应用于各种真空镀膜设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度膜厚测量系统，该系统包括：石英晶体、晶片探头、振荡包、膜厚仪、膜厚仪安装支架、温度传感器、编码器、滑环、超级电容以及真空馈入法兰，其特征在于：利用编码器实时检测晶片探头旋转位置、选取最佳测量位置读取石英晶体频率；利用温度传感器实时测量晶片探头温度，对上述石英晶体频率进行温度补偿、膜厚仪根据补偿后频率计算真实膜厚，通过滑环实现膜厚仪的双向数据传输及电源引入。2.根据权利要求1所述的一种高精度膜厚测量系统，其特征在于：石英晶体安装在晶片探头内，所述晶片探头安装在旋转工件架上，随工件架旋转。3.根据权利要求1所述的一种高精度膜厚测量系统，其特征在于：晶片探头通过所述真空馈入法兰与所述振荡包相连，所述振荡包与所述膜厚仪相连。4.根据权利要求1所述的一种高精度膜厚测量系统，其特征在于：所述膜厚仪集成超级电容储能，避免电源瞬间供电不良导致的膜厚仪断电。5.根据权利要求1所述的一种高精度膜厚测量系统，其特征在于：所述膜厚仪与工控机之间的通讯采用应答重传机制，确保每次膜厚数据的可靠传输。6.根据权利要求1所述的一种高精度膜厚测量系统，其特征在于：所述滑环设置于真空腔体外工件架旋转轴上，用以实现厚膜仪的电源及数据连接，所述电源线及数据线均采用多线冗余...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏禹，曹永盛，郭杏元，
申请(专利权)人：光芯薄膜深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：