Os medidores de espessura de membrana on-line são amplamente utilizados em várias áreas, como fabricação de semicondutores, revestimentos ópticos, fabricação de baterias, revestimentos, plásticos e filmes metálicos. O tipo de película e os requisitos de espessura de cada área são diferentes, portanto, os requisitos de precisão, estabilidade e âmbito de aplicação do espessométrico de película também variam.
Diferentes tipos de filmes têm um efeito direto sobre o desempenho da medição do espessurômetro de membrana. Os principais fatores de influência incluem as propriedades do material da película fina, a taxa de refração, a absorção de luz, a planeira da superfície, etc. A seguir, vamos explorar a aplicabilidade e os limites do medidor de espessura de película on-line a partir de vários tipos comuns de película.
1, filme metálico
As películas metálicas geralmente têm uma alta refletidão, o que permite que o espessurametro de membrana on-line mede eficazmente sua espessura de membrana por métodos como o método de interferência óptica. Filmes metálicos como cobre, alumínio, ouro e outros materiais são geralmente usados em equipamentos eletrônicos, células solares, catalisadores e outras áreas. Devido à alta e uniforme taxa de refração da película metálica, a interferência óptica geralmente não é muito limitada durante a medição.
No entanto, quando a espessura da membrana é demasiado grossa, a interferência óptica pode ser afetada pela diminuição do sinal, resultando em erros de medição. Portanto, durante a medição de membranas metálicas de membrana espessa, é necessário usar espessometros de membrana com uma gama dinâmica elevada ou outros métodos de medição, como fluorescência de raios X.
2, filme de alta refração
Materiais de alta refracção, como certos óxidos metálicos (por exemplo, óxido de indio-estaño ITO, nitreto de alumínio, etc.) e certas películas cerâmicas, têm uma medição de espessura de membrana mais difícil. Devido à alta taxa de refração destes materiais, o sinal de interferência óptica pode ser gravemente afetado, reduzindo a precisão da medição da espessura da membrana.
Para este tipo de filme, o efeito de medição pode ser melhorado otimizando a seleção da fonte de luz do espessurômetro de película (por exemplo, selecionando luz de diferentes comprimentos de onda) e aumentando a sensibilidade do detector. Além disso, a combinação de outras tecnologias, como a reflexão a laser ou a tecnologia de raios X, pode melhorar a precisão e a confiabilidade da medição.
3, filme de baixa refração
Películas de baixa refração, como certos materiais orgânicos, materiais dielétricos de baixa k, etc., geralmente apresentam um sinal de reflexão de luz menor, por isso a medição da espessura da membrana é mais difícil. Ao medir essas películas, o sinal refletido é fraco e vulnerável à interferência do ruído.
Para superar essa limitação, além de aumentar a potência da fonte de luz do instrumento e melhorar a sensibilidade à detecção de sinais refletidos, algoritmos de processamento de sinais mais complexos podem ser usados para eliminar o ruído e melhorar a precisão da medição da espessura da membrana.
4, Películas de múltiplas camadas
Para sistemas de películas finas de múltiplas camadas (por exemplo, revestimentos ópticos), uma vez que a espessura, a refração, a absorção de luz e outras características de cada camada podem ser diferentes, pode ser difícil medir com precisão a espessura da membrana em todas as camadas com um único medidor de espessura da membrana. Especialmente quando as camadas de filme são muito finas ou muito grossas, pode não ser possível distinguir com precisão os sinais de interferência entre as camadas.
Neste caso, é necessário usar um sistema de medição mais sofisticado ou combinar o método de interferência óptica com outros métodos (como reflexão de raios X, reflexão a laser, etc.) para obter informações precisas sobre a espessura da membrana de várias camadas.
5 - Filme não uniforme
Em alguns processos de produção, o filme pode apresentar distribuição desigual devido a flutuações no equipamento, ambiente ou processo. Neste caso, a precisão da medição pode ser afetada, especialmente em áreas com maior variação de espessura da membrana.
Para resolver esse problema, os espessometros de película on-line geralmente são equipados com sistemas de varredura que fornecem mapas mais precisos da distribuição da espessura da película através de medições de vários pontos em diferentes locais.
Diferentes tipos de materiais de película fina têm diferentes propriedades ópticas e físicas, portanto, é necessário escolher os métodos e instrumentos de medição adequados de acordo com o tipo de película específico. Para estruturas complexas de camadas de membrana ou materiais especiais de membrana fina, pode ser necessário combinar vários meios técnicos para melhorar a precisão e a estabilidade da medição da espessura da membrana.