光学膜厚仪的使用及原理

光学薄膜测厚仪 (SpectraThick Series) 的核心技术介绍和原理说明SpectraThick series的特点是非接触, 非破坏方式测量，无需样品的前处理，软件支持Windows *** 作系统等。ST series是使用可视光测量wafer，glass等substrates上形成的氧化膜，氮化膜，Photo-resist等非金属薄膜厚度的仪器。 测量原理如下：在测量的wafer或glass上面的薄膜上垂直照射可视光，这时光的一部分在膜的表面反射，另一部分透进薄膜，然后在膜与底层 (wafer或glass)之间的界面反射。这时薄膜表面反射的光和薄膜底部反射的光产生干涉现象。SpectraThick series就是利用这种干涉现象来测量薄膜厚度的仪器。 仪器的光源使用Tungsten Lamp，波长范围是400 nm ~ 800 nm。从ST2000到ST7000使用这种原理，测量面积的直径大小是4μm ~ 40μm (2μm ~ 20μm optional)。ST8000-Map作为K-MAC (株) 最主要的产品之一，有image processs功能，是超越一般薄膜厚度测量仪器极限的新概念上的厚度测量仪器。测量面积的最小直径为0.2μm，远超过一般厚度测量仪器的测量极限 (4μm)。顺次测量数十个点才能得到的厚度地图 (Thickness Map) 也可一次测量得到，使速度和精确度都大大提高。这一技术已经申请专利。 K-MAC (株) SpectraThick series的又一优点是一般仪器无法测量的粗糙表面 (例如铁板，铜板) 上形成的薄膜厚度也可以测量。这是称为VisualThick OS的新概念上的测量原理。除测量薄膜厚度外还有测量透射率，玻璃上形成的ITO薄膜的表面电阻，接触角度 (Contact Angle) 等的功能。 产品说明 本仪器是把UV-Vis光照在测量对象上，利用从测量对象中反射出来的光线测量膜的厚度的产品。 这种产品主要用于研究开发或生产导电体薄膜现场，特别在半导体及有关Display工作中作为 In-Line monitoring 仪器使用。产品特性 1) 因为是利用光的方式，所以是非接触式，非破坏式，不会影响实验样品。 2) 可获得薄膜的厚度和 n,k 数据。3) 测量迅速正确，且不必为测量而破坏或加工实验样品。 4) 可测量 3层以内的多层膜。 5) 根据用途可自由选择手动型或自动型。 6) 产品款式多样，而且也可以根据顾客的要求设计产品。 7)可测量 Wafer/LCD 上的膜厚度 (Stage size 3“ ) 8)Table Top型, 适用于大学,研究室等

测量前，应清除表面上的任何附着物质，如灰尘、油脂和腐蚀产物，但不得清除任何覆盖材料。不应在样品的突变处进行测量，如边缘、孔和内角。不应在样品的曲面上测量。

通常，仪器的每个读数并不完全相同，因此必须在每个测量区域读取几个读数。涂层厚度的局部差异也要求在任何给定区域进行多次测量，尤其是当表面粗糙时。

用电磁感应法测量涂层厚度。位于部件表面的探头产生一个闭合的磁回路，该磁回路会随着探头与铁磁材料之间距离的变化而发生不同程度的变化，从而导致探头线圈的磁阻和电感的变化。该原理可用于精确测量探头和铁磁材料之间的距离，即涂层厚度。

测厚仪（thickness gauge ）是用来测量材料及物体厚度的仪表。在工业生产中常用来连续或抽样测量产品的厚度（如钢板、钢带、薄膜、纸张、金属箔片等材料）。这类仪表中有利用α射线、β射线、γ射线穿透特性的放射性厚度计；有利用超声波频率变化的超声波厚度计；有利用涡流原理的电涡流厚度计；还有利用机械接触式测量原理的测厚仪等。

测厚仪的测试方法主要有：磁性测厚法，放射测厚法，电解测厚法，涡流测厚法，超声波测厚法。

测量注意事项：

⒈在进行测试的时候要注意标准片集体的金属磁性和表面粗糙度应当与试件相似。

⒉测量时侧头与试样表面保持垂直。

⒊测量时要注意基体金属的临界厚度，如果大于这个厚度测量就不受基体金属厚度的影响。

⒋测量时要注意试件的曲率对测量的影响。因此在弯曲的试件表面上测量时不可靠的。

⒌测量前要注意周围其他的电器设备会不会产生磁场，如果会将会干扰磁性测厚法。

⒍测量时要注意不要在内转角处和靠近试件边缘处测量，因为一般的测厚仪试件表面形状的忽然变化很敏感。

⒎在测量时要保持压力的恒定，否则会影响测量的读数。

⒏在进行测试的时候要注意仪器测头和被测试件的要直接接触，因此超声波测厚仪在进行对侧头清除附着物质。

---