[發明專利]用于針對汽相沉積法的層厚度測量的裝置和方法

有效

• 申請號: 201580055498.4
• 申請日: 2015-10-08
• 公開（公告）號: CN107076538B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: M·岡;M·皮施;M·沙弗爾;J·舒斯特;R·索根夫雷;G·烏爾溫登
• 申請（專利權）人: NICE太陽能有限責任公司
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06;C23C14/54;G01N29/02;G01N29/036;G01N29/12
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 鄭建暉;潘飛

本發明涉及一種用于對能借助于汽相沉積法施加到襯底上的層進行層厚度測量的方法和測量系統，其具有：測量頭(30)，所述測量頭設有至少一個振動板(50、52)；脫耦段(12)，所述脫耦段能夠以第一端部(12a)與用于汽相沉積法的真空腔(20)通過引導氣體或引導汽體的方式耦合，并且所述脫耦段能夠以相對置的第二端部(12b)與所述測量頭(30)通過引導氣體或引導汽體方式耦合，其中所述脫耦段(12)具有至少一個加熱區段(16)或至少一個冷卻區段(18)。

技術領域

本發明涉及一種用于對能借助于汽相沉積法施加到襯底上的層進行層厚度測量的裝置、尤其是測量系統，以及一種用于層厚度測量的相應方法。

背景技術

對于借助于蒸發過程或借助于汽相沉積法來調節和控制襯底的覆層過程而言所需要的是，測量正在蒸發的并沉淀到所述襯底上的材料的量或體積流。借助于這類測量可以足夠地監控或控制蒸發過程，因此整個覆層過程。

針對一些材料和元素，例如針對硒，原理上已知的是，被蒸發的材料的一部分從汽體室、典型地從真空腔中脫耦并輸入給振動板、典型地振動石英晶。沉積在振動板上的材料量造成振動板的諧振頻率的改變，該改變可以電子地檢測。就此而言，諧振頻率的移動是針對積聚在振動板上的層的質量和厚度的量度。就此而言，利用這類振動板可以在覆層過程進行期間測量待測量的、被蒸發的材料的體積流。

振動板布置得與真空腔間隔開。該振動板能夠典型地通過一脫耦段以引導氣體或引導汽體方式與真空腔耦合。在汽體束從真空腔脫耦時要保證使材料汽體對于穩定的測量信號而言足夠的量脫耦。但是，越過脫耦段會出現脫耦的汽體束的冷凝溫度下降。這點會在脫耦段的縱向延伸部上造成越過脫耦段傳播的材料汽體的一部分冷凝。這類不希望的冷凝當然會造成測量信號的錯誤。

此外要注意的是，典型地形式為石英晶體或另外的壓電晶體的、已知的振動板可以在材料不斷積聚的情況下逐步喪失它們的能力地在所要求的諧振范圍內振動。這類振動板的使用持續時間就此而言強烈依賴于積聚在振動板上的材料量。

為了延長已知的測量系統的使用持續時間，已知這樣的測量裝置，這些測量裝置具有多個振動板，這些振動板能夠前后相繼地以待測量的材料汽體來加載。在此，多個這種振動板典型地布置在轉塔測量頭的能轉動受支承的承載件上。通過轉動所述承載件可以使單個的、布置在該承載件上的振動板前后相繼地保持到脫耦的汽體束中或定位在脫耦段的背離真空腔的端部上。

已知的轉塔測量頭經常僅不充分地被密封，從而使得還未被使用的振動板在它們使用之前經歷不想要的覆層。由此不僅使測量結果錯誤，而且尤其在更換振動板時，測量的可重現性由此會受到影響。

發明內容

因此，本發明的任務是提供一種用于對能借助于汽相沉積法施加到襯底上的層進行層厚度測量的被改善的測量系統。就此而言，測量系統應當提供汽態或氣態的材料在振動板上的最小可能的、但是穩定且持續的入流。測量系統應當提供特別精確的測量結果并同時能夠實現待用于層厚度測量的振動板的比較高的壽命持續時間。

因此，另一目的是，能夠盡可能避免或盡可能地克制沒有處于汽體束中的振動板的不想要的覆層，以便尤其在更換振動板時能夠實現較準確且能重現的測量并由此最后使得蒸發過程的調節和控制變得簡單。

本發明和有利的設計方案

該任務利用根據獨立權利要求1的測量系統以及利用根據權利要求13的用于層厚度測量的方法來解決。在此，有利的設計方案分別是從屬權利要求的主題。