CN219798241U - 一种镀膜厚度测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种镀膜厚度测量装置，包括平行光源、单缝挡板和屏幕；单缝挡板包括板体和可进行镀膜的测试板，在板体上设有长条孔，测试板安装在长条孔内，并与长条孔形成狭长的单缝；平行光源经过单缝后在屏幕上显示出明暗相间的干涉条纹，通过对干涉条纹宽度的测量得到测试板在镀膜前和镀膜后的单缝宽度，进而得到镀膜的厚度。本镀膜厚度测量装置利用单缝衍射原理，平行光源在经过衍射缝后，在屏幕上会衍射出明暗相间的干涉条纹，通过对干涉条纹宽度的测量得到测试板在镀膜前和镀膜后的单缝宽度，进而通过相减得到镀膜的厚度。本镀膜厚度测量装置不需要破坏取样和制样，对基板材料、镀膜材料也没有要求，是一种适用性广、较为通用的镀膜厚度测量装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁控溅射镀膜技术领域，尤其是涉及一种镀膜厚度测量装置。
背景技术
磁控溅射镀膜技术通常用于显示屏、半导体领域，是一种物理气相沉积技术，通过溅射将靶材沉积在基板上，形成一层镀膜。镀膜的厚度是表征镀膜质量的一项重要指标，镀膜时对镀膜厚度进行检测是必要的程序。
目前常见的测量方法有直接法和间接法，比较典型的直接法是扫电子显微法，比较典型的间接法有涡流法、等厚干涉法等。各种测量方法都有一定的局限性，如扫描电子显微法需要破坏取样，且制样麻烦；涡流法对材质有要求，只能检测磁性金属基板上的非磁性镀层；而等厚干涉法则要求镀膜材料具有透光性。因此需要一种适用性广、较为通用的镀膜厚度测量装置。
实用新型内容
为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种镀膜厚度测量装置，采用如下技术方案：
一种镀膜厚度测量装置，包括：
平行光源；
单缝挡板，包括板体和可进行镀膜的测试板，在板体上设有长条孔，测试板安装在长条孔内，并与长条孔形成狭长的单缝；
屏幕；
平行光源经过单缝后在屏幕上显示出明暗相间的干涉条纹，通过对干涉条纹宽度的测量得到测试板在镀膜前和镀膜后的单缝宽度，进而得到镀膜的厚度。
进一步地改进技术方案，所述平行光源为单色平行光源。
进一步地改进技术方案，测试板的材质与需要镀膜的基板的材质相同，且测试板与所述基板同炉镀膜。
进一步地改进技术方案，在测试板上固定有磁性板，测试板通过磁性板磁吸在长条孔内。
进一步地改进技术方案，所述屏幕为感光屏，在感光屏内阵列排布有光线传感器。
进一步地改进技术方案，在单缝挡板与屏幕之间设置有凸透镜。
由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
本镀膜厚度测量装置利用单缝衍射原理，平行光源在经过衍射缝后，在屏幕上会衍射出明暗相间的干涉条纹，通过对干涉条纹宽度的测量得到测试板在镀膜前和镀膜后的单缝宽度，进而通过相减得到镀膜的厚度。
由于使用测试板与基板同炉、同条件镀膜，测试板上的镀膜情况反映了基板的镀膜情况，通过对测试板镀膜厚度的测量，间接得到了基板的镀膜厚度。
相对于扫描电子显微法，本镀膜厚度测量装置不需要破坏取样和制样。相对于涡流法、等厚干涉法，本镀膜厚度测量装置对基板材料、镀膜材料没有要求。因此，本镀膜厚度测量装置是一种适用性广、较为通用的镀膜厚度测量装置。
附图说明
图1示出的是本镀膜厚度测量装置在实施例1中的结构示意图。
图2示出的是板体的结构示意图。
图3示出的是测试板的结构示意图。
图4示出的是单缝挡板的结构示意图。
图5示出的是本镀膜厚度测量装置在实施例2中的结构示意图。
图中：
10、发光源；
20、第一凸透镜；
30、单缝挡板；
31、板体；32、长条孔；33、测试板；331、底板；332、镀膜；333、磁性板；34、衍射缝；
40、屏幕；
50、第二凸透镜。
具体实施方式
下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1：
一种镀膜厚度测量装置，如图1-4所示，包括平行光源、单缝挡板30和屏幕40，下面具体说明其结构及作用。
参照图1，平行光源由发光源10和第一凸透镜20构成，第一凸透镜20能够将发光源10发出的光折射成平行光。为了便于观察，发光源10发出的光为单色光，平行光源为单色平行光源。
参照图1-4，单缝挡板30包括板体31和可进行镀膜332的测试板33。
参照图2，在板体31上设有长条孔32。
参照图3，测试板33是一块厚度均匀的长条板，其包括底板331，该底板331的材质与需要进行镀膜的基板的材质相同。在检测前，测试板33与基板同炉、同条件镀膜，在底板331的正面镀有一层镀膜332。
参照图3和图4，测试板33安装在长条孔32内，并与长条孔32形成狭长的、具有一定宽度的衍射缝34。为了便于安装，在测试板33的背面固定有磁性板333，测试板33能够通过磁性板333磁吸在长条孔32内。
参照图1，屏幕40为感光屏，在感光屏内阵列排布有光线传感器。
溅射膜层的厚度和衍射缝34的宽度通常都在微米的量级上，与可见光的波长相近，这种量级的衍射缝34能够明显地产生衍射现象。本镀膜厚度测量装置利用单缝衍射原理，平行光源在经过衍射缝34后，在屏幕40上会衍射出明暗相间的干涉条纹，通过对干涉条纹宽度的测量得到测试板33在镀膜前和镀膜后的单缝宽度，就能得到镀膜的厚度。
测量时，首先将镀膜332前的测试板33安装在长条孔32内形成衍射缝34和对应的干涉条纹，对其中心干涉条纹的宽度X进行测量，并通过公式a=λ*sin（θ）/X，得到镀膜前衍射缝34的宽度a1。式中，λ为平行光源的波长，X为中心干涉条纹的宽度，θ为半幅衍射角，半幅衍射角θ可由arctg（X/2L）求出。
将该测试板33与基板同炉、同条件镀膜，在底板331的正面镀有一层镀膜332。然后将镀膜332后的测试板33安装在长条孔32内形成衍射缝34和对应的干涉条纹，对其中心干涉条纹的宽度X进行测量，并通过公式a=λ*sin（θ）/X，得到镀膜后衍射缝34的宽度a2。
由上述公式可以看出，衍射缝34的宽度有微小的变化，中心干涉条纹的宽度X会有巨大的变化。通过对中心干涉条纹宽度的测量，可精准地得到衍射缝34的宽度。
在波长λ不变的情况下，衍射缝34的宽度a越小，中心干涉条纹的宽度就越大。那么，镀膜332的厚度δ=a2-a1。
值得注意的是，屏幕40采用感光屏后，通过感光屏内的光线传感器能够自动测得中心干涉条纹的宽度，有助于提高测量效率和精度。
实施例2：
如图5所示，与实施例1不同的是，在本实施例中，在单缝挡板30与屏幕40之间设置有第二凸透镜50，这样就形成了夫琅和费单缝衍射。
测量时，首先将镀膜前的测试板33安装在长条孔32内形成衍射缝34和对应的干涉条纹，对其中心干涉条纹的宽度进行测量，并通过公式a=2f*λ/ X，得到镀膜前衍射缝34的宽度a1。式中，f为第二凸透镜的焦距，λ为平行光源的波长，X为中心干涉条纹的宽度。
将该测试板33与基板同炉、同条件镀膜，在底板331的正面镀有一层镀膜332。然后将镀膜后的测试板33安装在长条孔32内形成衍射缝34和对应的干涉条纹，对其中心干涉条纹的宽度进行测量，并通过公式a=2f*λ/ X，得到镀膜前衍射缝34的宽度a2。那么，镀膜332的厚度δ=a2-a1。
由上述公式可以看出，衍射缝34的宽度有微小的变化，中心干涉条纹的宽度X会有巨大的变化。通过对中心干涉条纹宽度的测量，同样可以精准地得到衍射缝34的宽度。
由上述可知，本镀膜厚度测量装置利用单缝衍射原理，平行光源在经过衍射缝后，在屏幕上会衍射出明暗相间的干涉条纹，通过对干涉条纹宽度的测量得到测试板在镀膜前和镀膜后的单缝宽度，进而通过相减得到镀膜的厚度。
由于使用测试板与基板同炉、同条件镀膜，测试板上的镀膜情况反映了基板的镀膜情况，通过对测试板镀膜厚度的测量，间接得到了基板的镀膜厚度。相对于扫描电子显微法，不需要破坏取样和制样；相对于涡流法、等厚干涉法，对基板材料、镀膜材料没有要求。因此本镀膜厚度测量装置的适用性广，是一种较为通用的镀膜厚度测量装置。
未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种镀膜厚度测量装置，其特征是：包括：
平行光源；
单缝挡板，包括板体和可进行镀膜的测试板，在板体上设有长条孔，测试板安装在长条孔内，并与长条孔形成狭长的单缝；
屏幕；
平行光源经过单缝后在屏幕上显示出明暗相间的干涉条纹，通过对干涉条纹宽度的测量得到测试板在镀膜前和镀膜后的单缝宽度，进而得到镀膜的厚度。
2.如权利要求1所述的一种镀膜厚度测量装置，其特征是：所述平行光源为单色平行光源。
3.如权利要求1所述的一种镀膜厚度测量装置，其特征是：测试板的材质与需要镀膜的基板的材质相同，且测试板与所述基板同炉镀膜。
4.如权利要求1所述的一种镀膜厚度测量装置，其特征是：在测试板上固定有磁性板，测试板通过磁性板磁吸在长条孔内。
5.如权利要求1所述的一种镀膜厚度测量装置，其特征是：所述屏幕为感光屏，在感光屏内阵列排布有光线传感器。
6.如权利要求1所述的一种镀膜厚度测量装置，其特征是：在单缝挡板与屏幕之间设置有凸透镜。
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