膜厚控制仪 图文
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我们连续调整施加的频率，使其跟踪晶片的基准频率，该频率 由于晶片质量增加而降低。 这使我们可以连续锁定在基准频率，排除了“频率跳跃及其造成 的误差。 我们设计的测量演算系统可以检测到非常低的能量水平，因此 延长了晶片使用寿命，提高了灵敏度 我们也可测量两种不同的测量频率，基准频率和某非谐振频率 这样就可实现自动测量Z比率 = AUTO Z
12
ModelockTM 优点
消除频率跳跃 对高阻尼的晶片延长了寿命(200%) 0.005 Hz 测量精度 测量速率 10 Hz 可自动检测声阻抗率: -“Auto Z”
13
频率跳跃---测量误差
14
晶片寿命----耗材成本
15
Z 比率---测量误差
16
AUTO Z 的优点
17
膜厚控制仪的控制功能
质量 = 密度 X 面积 X 厚度
8
测量原理
膜的厚度 (Lu and Lewis) : Tf = (Nq dq / p df fc Z) arctan (Z tan[p (fq - fc)/f q]) (accurate for >2MHz frequency shift)
Z – 比率: Z = ( d q mq / d f mf ) ½
22
IC/5 性能参数及突出特点 -强大的I/O功能
TTL/CMOS输入：标准14个，可选至28个
继电器输出：标准8个，可选至24个，可编程（30V,2.5A)
可选的DAC记录仪输出 ,可选的14位TTL输出
功能强大的逻辑编程语句控制
-- 可执行100 条 IF / THEN 逻辑语句 -- 各系统可通过逻辑编程语句自动控制 -- 可控制镀膜过程 -- 可控制外部输出状态 -- 可控制计时器或计数器 -- 可控制显示信息
6
简单的镀膜机
Sensor with Crystal
VACUUM CHAMBER
Feed-through
Oscillator (XIU) & Cables
DEPOSITION CONTROLLER
POWER SUPPLY
SHUTTER CONTROL
CONTROL VOLTAGE
7
测量原理
石英晶体的频率飘移与附加上的质 量的关系： 附加上的质量增加，振 荡频率降低
膜厚控制仪
组件
• 控制仪 • 振荡包 (XIU) • 连接法兰 • 探头 • 晶片 • （压缩空气控
制阀）
4
Inficon 膜厚控制仪产品历史
5
膜厚测量原理
膜厚控制仪是利用石英晶体的压电效应，通过测量 石英晶体的震荡频率的变化转换出膜的厚度 电场加到石英晶体上可使晶体产生振荡
最低的振荡频率叫做基准频率 本公司的晶片的基准频率是 6 MHz
ModelockTM 专利技术
晶片在电路中是无源元件 数字合成频率施加给晶片 测量晶片（电路）对施加的该能量的反应 * 如果反应是电感性的，说明施加的频率比晶片的基准频率高 *如果反应是电容性的，说明施加的频率比晶片的基准频率低 *如果反应是纯电阻性的，说明施加的频率与晶片的基准频率 一致
11
专利技术 ModelockTM
• 典型膜厚精度：0.5% • 可实现 自动 Z参数及自动调整功能
-- 用于复合材料/wenku.baidu.com合材料等材料参数不确认时 -- 大大提高测量精度 auto-z.bmp
21
IC/5 性能参数及突出特点 ——特殊功能
可同时控制两个蒸发源或电子枪实现共镀膜 -- 利用仪器自动交互式校准，实现精确控制两种材料
的比例 可同时连接6个源，可控坩埚位64位 -- 控制电压0至+/-10V 或+/-5V或+/-2.5V 可同时连接测量8个探头，同时显示各探头工作信息 可单独设定六探头各个工作位置针对不同材料
膜厚控制仪培训
INFICON公司的膜厚控制仪系列：
IC/5 XTC/2，XTC/C XTC/3 XTM CYGNUS
Update:18/11/2005
1
1
如何使用本培训资料一
本培训资料仅用于内部工程师培训， 也可用于Agent培训 可选择性用于客户，销售人员培训
2
如何使用本培训资料二
本培训包括：
23
IC/5 性能参数及突出特点 -复杂的工艺控制
一次可执行50 工艺过程 一次可完成250 膜层 仪器自带材料库（255 种）可供选择 -- 可同时对24种材料进行编辑
24
需的能量也要增加，最终电路提供的最大能量也不能使晶片 震荡，就会出现晶片失效的报警。
但晶片振荡频率会跳跃到某频率，在该频率下其振荡所需 的能量降低（即晶片在基准频率以外的频率处振荡）
* 不同的振荡频率质量与频率的关系是不同的 * 所以“频率跳跃”会导致镀膜速率与厚度的偏差。
10
INFICON 专利测量技术 ModelockTM
Tf = 膜厚 Nq = 166,100 Hz cm for AT cut quartz
dq = 石英密度
df = 膜的密度
fc = 镀膜后的频率.
fq = 未镀膜前的频率
mq = 石英的切变模量 mf = 膜的切变模量
9
传统测量技术 有源振荡器
在振荡器电路中晶片是有源元件 晶片振荡需要吸收能量, 随着镀上的质量的增加，振荡所
功率 降低 2
19
性能卓越的IC/5 膜厚控制仪
20
IC/5 性能参数及突出特点 ——高精度
使用ModelockTM 技术
晶振片频率可使用范围比传统技术提高50% -- 达到1.5MHz（6.0-----4.5 MHz）
高的测量分辨率：0.006 埃/秒/每次测量 （D=1.0,Z=1.0,F=6Mhz)
基本控制功能 -- 控制源的功率
-- 控制挡板开关
-- 控制坩埚转位
扩展控制功能
-- 提供继电器控制信号
-- 可控：真空计，真空泵，计时器，……
18
膜控仪的工作流程
电 镀膜前
镀膜中
源
功
速
率
功
率
预率预 镀 提 镀
功率提 熔 升1 1
提 升 2
熔 2
膜
升 1
膜
时间
镀膜后
功 率 降 低 1
功 率 保 持
膜厚仪原理（突出Modelock) IC/5 膜控仪
* IC/5 性能指标 * IC/5 编程 * IC/5 维修 附件（探头，法兰，晶片） * 如何正确选择 * 如何正确使用 * 维护与维修
3
膜厚控制仪组成
真空室
探头
最远72 英寸
振荡器 6 英寸
电源
挡板控制
0 - 10 VDC 控制电压
最长100 英尺
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ModelockTM 优点
消除频率跳跃 对高阻尼的晶片延长了寿命(200%) 0.005 Hz 测量精度 测量速率 10 Hz 可自动检测声阻抗率: -“Auto Z”
13
频率跳跃---测量误差
14
晶片寿命----耗材成本
15
Z 比率---测量误差
16
AUTO Z 的优点
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膜厚控制仪的控制功能
质量 = 密度 X 面积 X 厚度
8
测量原理
膜的厚度 (Lu and Lewis) : Tf = (Nq dq / p df fc Z) arctan (Z tan[p (fq - fc)/f q]) (accurate for >2MHz frequency shift)
Z – 比率: Z = ( d q mq / d f mf ) ½
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IC/5 性能参数及突出特点 -强大的I/O功能
TTL/CMOS输入：标准14个，可选至28个
继电器输出：标准8个，可选至24个，可编程（30V,2.5A)
可选的DAC记录仪输出 ,可选的14位TTL输出
功能强大的逻辑编程语句控制
-- 可执行100 条 IF / THEN 逻辑语句 -- 各系统可通过逻辑编程语句自动控制 -- 可控制镀膜过程 -- 可控制外部输出状态 -- 可控制计时器或计数器 -- 可控制显示信息
6
简单的镀膜机
Sensor with Crystal
VACUUM CHAMBER
Feed-through
Oscillator (XIU) & Cables
DEPOSITION CONTROLLER
POWER SUPPLY
SHUTTER CONTROL
CONTROL VOLTAGE
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测量原理
石英晶体的频率飘移与附加上的质 量的关系： 附加上的质量增加，振 荡频率降低
膜厚控制仪
组件
• 控制仪 • 振荡包 (XIU) • 连接法兰 • 探头 • 晶片 • （压缩空气控
制阀）
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Inficon 膜厚控制仪产品历史
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膜厚测量原理
膜厚控制仪是利用石英晶体的压电效应，通过测量 石英晶体的震荡频率的变化转换出膜的厚度 电场加到石英晶体上可使晶体产生振荡
最低的振荡频率叫做基准频率 本公司的晶片的基准频率是 6 MHz
ModelockTM 专利技术
晶片在电路中是无源元件 数字合成频率施加给晶片 测量晶片（电路）对施加的该能量的反应 * 如果反应是电感性的，说明施加的频率比晶片的基准频率高 *如果反应是电容性的，说明施加的频率比晶片的基准频率低 *如果反应是纯电阻性的，说明施加的频率与晶片的基准频率 一致
11
专利技术 ModelockTM
• 典型膜厚精度：0.5% • 可实现 自动 Z参数及自动调整功能
-- 用于复合材料/wenku.baidu.com合材料等材料参数不确认时 -- 大大提高测量精度 auto-z.bmp
21
IC/5 性能参数及突出特点 ——特殊功能
可同时控制两个蒸发源或电子枪实现共镀膜 -- 利用仪器自动交互式校准，实现精确控制两种材料
的比例 可同时连接6个源，可控坩埚位64位 -- 控制电压0至+/-10V 或+/-5V或+/-2.5V 可同时连接测量8个探头，同时显示各探头工作信息 可单独设定六探头各个工作位置针对不同材料
膜厚控制仪培训
INFICON公司的膜厚控制仪系列：
IC/5 XTC/2，XTC/C XTC/3 XTM CYGNUS
Update:18/11/2005
1
1
如何使用本培训资料一
本培训资料仅用于内部工程师培训， 也可用于Agent培训 可选择性用于客户，销售人员培训
2
如何使用本培训资料二
本培训包括：
23
IC/5 性能参数及突出特点 -复杂的工艺控制
一次可执行50 工艺过程 一次可完成250 膜层 仪器自带材料库（255 种）可供选择 -- 可同时对24种材料进行编辑
24
需的能量也要增加，最终电路提供的最大能量也不能使晶片 震荡，就会出现晶片失效的报警。
但晶片振荡频率会跳跃到某频率，在该频率下其振荡所需 的能量降低（即晶片在基准频率以外的频率处振荡）
* 不同的振荡频率质量与频率的关系是不同的 * 所以“频率跳跃”会导致镀膜速率与厚度的偏差。
10
INFICON 专利测量技术 ModelockTM
Tf = 膜厚 Nq = 166,100 Hz cm for AT cut quartz
dq = 石英密度
df = 膜的密度
fc = 镀膜后的频率.
fq = 未镀膜前的频率
mq = 石英的切变模量 mf = 膜的切变模量
9
传统测量技术 有源振荡器
在振荡器电路中晶片是有源元件 晶片振荡需要吸收能量, 随着镀上的质量的增加，振荡所
功率 降低 2
19
性能卓越的IC/5 膜厚控制仪
20
IC/5 性能参数及突出特点 ——高精度
使用ModelockTM 技术
晶振片频率可使用范围比传统技术提高50% -- 达到1.5MHz（6.0-----4.5 MHz）
高的测量分辨率：0.006 埃/秒/每次测量 （D=1.0,Z=1.0,F=6Mhz)
基本控制功能 -- 控制源的功率
-- 控制挡板开关
-- 控制坩埚转位
扩展控制功能
-- 提供继电器控制信号
-- 可控：真空计，真空泵，计时器，……
18
膜控仪的工作流程
电 镀膜前
镀膜中
源
功
速
率
功
率
预率预 镀 提 镀
功率提 熔 升1 1
提 升 2
熔 2
膜
升 1
膜
时间
镀膜后
功 率 降 低 1
功 率 保 持
膜厚仪原理（突出Modelock) IC/5 膜控仪
* IC/5 性能指标 * IC/5 编程 * IC/5 维修 附件（探头，法兰，晶片） * 如何正确选择 * 如何正确使用 * 维护与维修
3
膜厚控制仪组成
真空室
探头
最远72 英寸
振荡器 6 英寸
电源
挡板控制
0 - 10 VDC 控制电压
最长100 英尺