L'épaisseur de film en ligne est largement utilisée dans de nombreux domaines, tels que la fabrication de semi - conducteurs, le revêtement optique, la fabrication de batteries, les peintures, les films plastiques et métalliques, etc. Les types de films et les exigences d'épaisseur sont différents dans chaque domaine, de sorte que les exigences de précision, de stabilité, de portée d'application, etc. de l'épaisseur de film varient également.
Différents types de films ont un impact direct sur les performances de mesure de l'épaississeur de film. Les principaux facteurs d'influence comprennent les caractéristiques matérielles du film, l'indice de réfraction, l'Absorbance, la planéité de surface, etc. Ce qui suit explorera l'applicabilité et les limites des jauges d'épaisseur de film en ligne à partir de plusieurs types de film courants.
1, film métallique
Les films métalliques ont généralement une réflectivité élevée, ce qui permet à un épaissimètre de film en ligne de mesurer efficacement l'épaisseur de son film par des méthodes telles que l'interférométrie optique. Les films métalliques tels que le cuivre, l'aluminium, l'or et d'autres matériaux sont généralement appliqués dans des domaines tels que les appareils électroniques, les cellules solaires, les catalyseurs, etc. En raison de l'indice de réfraction plus élevé et plus uniforme des films métalliques, l'interférométrie optique n'est généralement pas trop limitée lors de la mesure.
Cependant, lorsque l'épaisseur du film est trop épaisse, l'interférométrie optique peut être affectée par l'atténuation du signal, ce qui entraîne des erreurs de mesure. Ainsi, lors de la mesure d'un film métallique à film épais, il est nécessaire d'utiliser un épaissimètre à film ayant une plage dynamique plus élevée ou d'utiliser d'autres méthodes de mesure telles que la fluorescence X.
2, film d'indice de réfraction élevé
Les matériaux à indice de réfraction élevé, tels que certains oxydes métalliques (par example oxyde d'indium et d'étain Ito, Nitrure d'aluminium...) et certains films minces céramiques, dont la mesure de l'épaisseur du film est plus difficile. En raison de l'indice de réfraction élevé de ces matériaux, le signal optique interférentiel peut être fortement affecté, ce qui réduit la précision de la mesure de l'épaisseur du film.
Pour ce type de film, il est possible d'améliorer l'effet de mesure en optimisant le choix de la source lumineuse de l'épaississeur de film (par example en choisissant différentes longueurs d'onde de lumière) et en améliorant la sensibilité du détecteur. En outre, la combinaison avec d'autres techniques, telles que la réflectométrie laser ou la technologie des rayons X, peut améliorer la précision et la fiabilité des mesures.
3, film à faible indice de réfraction
Les films minces à bas indice de réfraction, tels que certains matériaux organiques, les matériaux diélectriques à faible - K, etc., présentent généralement un signal de réflexion optique plus faible, d'où la difficulté de mesurer l'épaisseur de leur film. Interférométrie optique lors de la mesure de ces couches minces, le signal réfléchi est faible et vulnérable aux interférences sonores.
Pour surmonter cette limitation, en plus d'améliorer la puissance de la source lumineuse de l'instrument et d'améliorer la sensibilité de détection du signal réfléchi, des algorithmes de traitement du signal plus complexes peuvent être utilisés pour éliminer le bruit et améliorer la précision de la mesure de l'épaisseur du film.
4, film multicouche
Dans le cas de systèmes à couches minces multicouches (par example des revêtements optiques), un seul épaisseur de film peut être difficile à mesurer avec précision pour tous les niveaux d'épaisseur de film, car les caractéristiques telles que l'épaisseur, l'indice de réfraction, l'Absorbance, etc. peuvent être différentes pour chaque couche. En particulier dans le cas de couches minces ou très épaisses, les signaux interférentiels entre les couches peuvent ne pas être résolus avec précision.
Dans ce cas, il est nécessaire d'adopter des systèmes de mesure plus complexes ou d'utiliser l'interférométrie optique en combinaison avec d'autres méthodes telles que la réflexion des rayons X, la réflexion laser, etc. pour obtenir des informations précises sur l'épaisseur du film multicouche.
5, film non uniforme
Dans certains processus de production, les films peuvent présenter une distribution non uniforme en raison de fluctuations de l'équipement, de l'environnement ou du processus. Dans ce cas, la précision de la mesure est affectée, en particulier dans les zones où l'épaisseur du film varie considérablement.
Pour résoudre ce problème, les jauges d'épaisseur de film en ligne sont généralement équipées d'un système de balayage qui fournit une carte plus précise de la distribution de l'épaisseur du film en effectuant des mesures multipoints à différents endroits.
Les différents types de matériaux de film ont des propriétés optiques et physiques différentes, il est donc nécessaire de choisir des méthodes de mesure et des instruments appropriés en fonction des types de film spécifiques. Pour les structures complexes de couches de membrane ou les matériaux de membrane spéciaux, il peut être nécessaire de combiner plusieurs moyens techniques pour améliorer la précision et la stabilité des mesures d'épaisseur de membrane.