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水晶振動子マイクロバランス計測装置
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水晶振動子マイクロバランス（QCM）計測機器は、1960年代より薄膜真空蒸着に使用されており、温熱ソースからの物理/化学気相成長、電子ビーム銃、スパッタ銃、マグネトロン、イオン銃、レーザーソースを含むすべての蒸着/エッチングプロセスにおいてとても有効だと実証されてきました。QCMシステム自体は、シンプルな手動式コントロールシングル膜モニターから、薄膜真空蒸着プロセス全体をコントロールする全自動のマルチレイヤーコントローラまでの範囲があります。INFICONは、これらすべてのニーズに応えるため、QCM薄膜真空蒸着機器の完全ラインを提供しています。
どの機器が必須なのか?
完全なQCMシステムが必要とするものは、計測機器、振動子を持つセンサヘッド、チャンバーウォールを通して水と電子のコネクションを送るフィードスルー、オシレータとすべてをまとめてつなげる2、3本のケーブルです。シンプルな作業では、蒸着モニターは、継続的な割合と厚みのデータ、自動的なソースシャッターコントロールを提供するために使用されます。さらに進んだ作業では、蒸着プロセス全体を完全自動化する十分な機能をもたらす薄膜真空蒸着コントローラが必要になります。
どのようにQCMは使用されるのか?
前述の通り、QCMは、多くのタイプのソースからの物理/化学気相成長を含む、ほとんどすべての真空蒸着とエッチングのプロセスに使用できます。しかしながら、再現性が高い場合や、希望の精度を維持するために、稼動後の調整のみが必要な場合など、QCM監視が必要ないプロセスもあります。その他にも、セットアップや展開中の校正段階でのみQCMの使用が必要になるプロセスもあります。作業の大部分では、CQMはすべてのプロセスにおけるすべてのレイヤーの蒸着に使用されます。
QCMを採用する決断をする際に、考慮しなければならない重要な事柄がいくつかあります。ます、QCMは基板ではなく、割合と膜厚の変化を計測するだけのものであるということを覚えてください。それゆえ、QCMの上手な運用としては、水晶振動子上と基板上の蒸着率における関係を安定化させることが挙げられます。次に、センサ振動子の寿命が物的に限られているため、十分な量の素材が蒸着され続けると落ちることになります。定期サンプリング技術によって振動子の範囲は拡大しますが、CQMが実用的な解決策とはならないほど多くの素材を要するプロセスもあります。この理由からQCMは通常ロールコータには使用されません。
定期的な蒸着システムは、計測機器への接続として、ひとつかそれ以上のセンサヘッドとフィードスルーの組合せを必要とします。前述のとおり、QCMの精度は主にセンサ上と基板上の間の蒸着率の安定性によって定義されるため、センサヘッドの交換は非常に重要です。概して、センサヘッドは基板と同じ面にあるチャンバー中央付近に取り付けられ、センサ振動子がソースへの視覚と直線に揃うように向けられます。
センサヘッドとフィードスルーは、自動化の希望レベルによって、蒸着モニターまたはコントローラに接続されます。概して、この装置は蒸着率と膜厚の表示を含むユーザインターフェースを提供します。ほとんどの蒸着コントローラはソースパワー、プロセス時間やその他プロセスデータ、またプロセスの微調整を目的としたリアルタイムのグラフを表示します。コンピュータインターフェースとPCベースのソフトウェアを含む機器もあり、これがデータログ、プロセスアーカイブやその他多くの機能を含む完全なコンピュータ制御機能を提供します。
インストール後、ソースの状態パラメーターおよび材料のツーリング係数を割り出すために、QCMにプログラミングと校正の実行が要されます。プログラム終了後、センサ先端のメンテナンスをする必要性は定期的なセンサ水晶の交換を除くと非常に少なく、QCMは長年のサービスを提供します。
QCM製品についてさらに詳しく：
薄膜蒸着コントローラ、モニターとQCM機器
センサとフィードスルー
ポケットインデクサー
水晶振動子
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