Monitor de espesor de película fina - Thin-film thickness monitor
Los monitores de espesor de película fina , los controladores de tasa de deposición , etc., son una familia de instrumentos que se utilizan en sistemas de vacío alto y ultra alto . Pueden medir el grosor de una película delgada , no solo después de que se ha hecho, sino mientras aún se está depositando , y algunos pueden controlar el grosor final de la película, la velocidad a la que se deposita o ambos. No es sorprendente que los dispositivos que controlan algún aspecto del proceso tienden a llamarse controladores, y aquellos que simplemente monitorean el proceso tienden a llamarse monitores.
La mayoría de estos instrumentos utilizan una microbalanza de cristal de cuarzo como sensor. A veces se utilizan medidas ópticas; esto puede ser especialmente apropiado si la película que se deposita forma parte de un dispositivo óptico de película delgada .
Un monitor de espesor mide la cantidad de material depositado en su sensor. La mayoría de los procesos de deposición son al menos algo direccionales. El sensor y la muestra generalmente no pueden estar en la misma dirección desde la fuente de deposición (si lo estuvieran, el más cercano a la fuente sombrearía al otro), y es posible que ni siquiera estén a la misma distancia de ella. Por lo tanto, la velocidad a la que se deposita el material en el sensor puede no ser igual a la velocidad a la que se deposita en la muestra. La relación de las dos tasas a veces se denomina "factor de herramientas". Para un trabajo cuidadoso, el factor de herramienta debe verificarse midiendo la cantidad de material depositado en algunas muestras después del hecho y comparándola con lo que midió el monitor de espesor. Los interferómetros de Fizeau se utilizan a menudo para hacer esto. Se pueden usar muchas otras técnicas, dependiendo del grosor y las características de la película delgada, incluidos perfiladores de superficie , elipsometría , interferometría de polarización dual y microscopía electrónica de barrido de secciones transversales de la muestra. Muchos monitores y controladores de espesor permiten que se ingresen factores de herramientas en el dispositivo antes de que comience la deposición.
El factor de herramienta correcto se puede calcular de la siguiente manera:
donde F i es el factor de herramienta inicial, T i es el espesor de película indicado por el instrumento y T m es el espesor real, medido independientemente, de la película depositada. Si no se ha preajustado o utilizado ningún factor de herramienta antes, F i es igual a 1.
Referencias
- Milton Ohring (2001). La ciencia de los materiales de las películas delgadas (2ª ed.). Prensa académica . ISBN 0-12-524975-6