膜厚控制儀工作原理.pdf

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1、膜厚控制儀工作原理于錄英?？抵袊S修經(jīng)理1膜厚控制儀組成真空室探頭振蕩器最遠(yuǎn)72最長100英寸6英寸英尺膜厚控制儀組件?控制儀擋板控制?振蕩包(XIU)?連接法蘭?探頭電源0-10VDC?晶片控制電壓?（壓縮空氣控制閥）2測量原理探頭VACUUMCHAMBERDEPOSITIONCONTROLLERSHUTTERCONTROLPOWERSUPPLYCONTROLVOLTAGE3測量原理石英晶體的頻率變化與附加上的質(zhì)量的關(guān)系：附加上的質(zhì)量增加，振蕩頻率降低質(zhì)量=密度X面積X厚度4晶片結(jié)構(gòu)5晶片尺寸6膜厚測量原理膜厚控制

2、儀是利用石英晶體的壓電效應(yīng)，通過測量石英晶體的震蕩頻率的變化轉(zhuǎn)換出膜的厚度電場加到石英晶體上可使晶體產(chǎn)生振蕩最低的振蕩頻率叫做基準(zhǔn)頻率本公司的晶片的基準(zhǔn)頻率是6MHz7壓電效應(yīng)?若在晶片的兩個極板間加一電場，會使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形；反之，若在極板間施加機(jī)械力，又會在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。?如在極板間所加的是交變電壓，就會產(chǎn)生機(jī)械變形振動，同時機(jī)械變形振動又會產(chǎn)生交變電場。?這種機(jī)械振動的振幅是比較小的，其振動頻率則是很穩(wěn)定的?但當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率（決定于晶片的尺寸）相等時，機(jī)械振

3、動的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振?石英晶體又稱為石英晶體諧振器。其特點是頻率穩(wěn)定度很高8傳統(tǒng)測量技術(shù)1.“Frenquency”頻率測量方式，直接測量頻率，工作范圍0.02x基準(zhǔn)頻率2.“Period”測量方式，測量高頻振蕩器與工作晶振的時間差，工作范圍0.05x基準(zhǔn)頻率3.“Z-match“測量方式，把晶振系統(tǒng)作為聲頻諧振器測量，工作范圍0.4x基準(zhǔn)頻率9測量原理膜的厚度(LuandLewis):T=(Nd/pdfZ)arctan(Ztan[p(f-f)/f])fqqfcqcq(accuratefor>2M

4、Hzfrequencyshift)Z–比率:Z=(dm/dm)?qqffT=膜厚N=166,100HzcmforATcutquartzfqd=石英密度d=膜的密度qff=鍍膜后的頻率.f=未鍍膜前的頻率cqm=石英的切變模量m=膜的切變模量qf10傳統(tǒng)測量技術(shù)有源振蕩器晶片振蕩需要吸收能量,隨著鍍上的質(zhì)量的增加，振蕩所需的能量也要增加，最終電路提供的最大能量也不能使晶片震蕩，就會出現(xiàn)晶片失效的報警。晶片是振蕩器電路中有源元件，隨著鍍膜材料的增加，晶振阻值變化，震蕩電路的諧振頻率會跳躍到非諧震蕩點，即晶片在基準(zhǔn)頻率以外

5、的頻率處振蕩。*不同的振蕩頻率質(zhì)量與頻率的關(guān)系是不同的*所以“頻率跳躍”會導(dǎo)致鍍膜速率與厚度的偏差。11INFICON專利測量技術(shù)ModelockTMModelockTM專利技術(shù)晶片在電路中是無源元件數(shù)字合成頻率施加給晶片測量施加的電壓與電流的相位差測量晶片（電路）對施加的該能量的反應(yīng)*如果反應(yīng)是電感性的，說明施加的頻率比晶片的基準(zhǔn)頻率高*如果反應(yīng)是電容性的，說明施加的頻率比晶片的基準(zhǔn)頻率低*如果反應(yīng)是純電阻性的，說明施加的頻率與晶片的基準(zhǔn)頻率一致*最多15000次/秒12專利技術(shù)ModelockTM我們連續(xù)調(diào)整施加

6、的頻率，使其跟蹤晶片的基準(zhǔn)頻率，該頻率由于晶片質(zhì)量增加而降低。這使我們可以連續(xù)鎖定在基準(zhǔn)頻率，排除了“頻率跳躍及其造成的誤差。我們設(shè)計的測量演算系統(tǒng)可以檢測到非常低的能量水平，因此延長了晶片使用壽命，提高了靈敏度我們也可測量兩種不同的測量頻率，基準(zhǔn)頻率和某非諧振頻率這樣就可實現(xiàn)自動測量Z比率=AUTOZ13ModelockTM優(yōu)點消除頻率跳躍對高阻尼的晶片延長了壽命(200%)0.005Hz測量精度測量速率10Hz可自動檢測聲阻抗率:-“AutoZ”14晶片壽命----耗材成本15ModeLock高精度Z比率---測

7、量誤差17AdvantageofAutoZ?AutoZ突出優(yōu)勢(Cygnus2,IC6)下列應(yīng)用優(yōu)勢突出:?鍍膜材料的Z-比率未知?共鍍膜兩種或多種材料?兩種或多種材料多層膜file_nameApril19Selenium（硒）鍍膜AutoZRatioValue19測量控制流程20膜控儀的工作流程電鍍膜前鍍膜中鍍膜后源功速功率功率功率預(yù)率預(yù)鍍提鍍降率功率功率提熔提熔膜升膜低保降低1升21持2升112時間21