Schichtdickenmeßtechnik

Unter Schichtdickenmeßtechnik für Vakuumbeschichtungen versteht man die technischen Einrichtungen, die eine Messung des Schichtdickenzuwachses (oder der Schicht- dickenabnahme) während oder nach dem Aufdampf- oder Ätzprozess ermöglichen. Übliche Schichtdickenmeßtechnik für Vakuumbeschichtungen sind Schwingquarz-Meßgeinrichtungen für in situ- Messungen der Schichtdicke und Aufdampf-/Ätzrate. Grundlage bildet die Eigenschaft eines im AT-Schnitt hergestellten Meßquarzes,
bei Belegung mit einer Masse (z. Bsp. verdampftes Material) seine Frequenz so zu verändern, daß mit zunehmender Masse eine Verringerung der Schwingfrequenz erfolgt.
Für die Auswertung der Frequenzänderung wird die Periodendauer der Schwingungen unter Berücksichtigung des Z-Faktors (akustische Impedanz) des verdampften Materials gemessen. Das System besteht aus einem den Quarz tragenden (i.d.R.gekühlten) Meßkopf, der sich zusammen mit dem Meßoszillator in der Vakuumkammer befindet (es gibt auch Geräte mit atmosphärenseitigen Meßkopf). Über eine HF-Anschlußleitung wird die aktuelle Quarzfrequenz dem Meßgerät zugeführt, wo die Auswertung erfolgt und die aktuelle Schichtdicke und Aufdampfgeschwindigkeit angezeigt wird. Moderne Geräte bieten zur Regelung der Verdampferleistung (Rateregelung) einen 0...10V-Steuerausgang, der z.Bsp. die Leistung eines Elektronenstrahlverdampfers in Abhängigkeit der gemessenen Rate regelt. Übliche Schichtdickenmeßtechnik für Messungen nach dem Beschichtungsprozess sind Meßeinrichtungen, die nach dem Wirbelstrom- oder Tastschnittverfahren arbeiten.