[发明专利]用于针对汽相沉积法的层厚度测量的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于对能借助于汽相沉积法施加到衬底上的层进行层厚度测量的方法和测量系统，其具有：测量头(30)，所述测量头设有至少一个振动板(50、52)；脱耦段(12)，所述脱耦段能够以第一端部(12a)与用于汽相沉积法的真空腔(20)通过引导气体或引导汽体的方式耦合，并且所述脱耦段能够以相对置的第二端部(12b)与所述测量头(30)通过引导气体或引导汽体方式耦合，其中所述脱耦段(12)具有至少一个加热区段(16)或至少一个冷却区段(18)。

技术领域

本发明涉及一种用于对能借助于汽相沉积法施加到衬底上的层进行层厚度测量的装置、尤其是测量系统，以及一种用于层厚度测量的相应方法。

背景技术

对于借助于蒸发过程或借助于汽相沉积法来调节和控制衬底的覆层过程而言所需要的是，测量正在蒸发的并沉淀到所述衬底上的材料的量或体积流。借助于这类测量可以足够地监控或控制蒸发过程，因此整个覆层过程。

针对一些材料和元素，例如针对硒，原理上已知的是，被蒸发的材料的一部分从汽体室、典型地从真空腔中脱耦并输入给振动板、典型地振动石英晶。沉积在振动板上的材料量造成振动板的谐振频率的改变，该改变可以电子地检测。就此而言，谐振频率的移动是针对积聚在振动板上的层的质量和厚度的量度。就此而言，利用这类振动板可以在覆层过程进行期间测量待测量的、被蒸发的材料的体积流。

振动板布置得与真空腔间隔开。该振动板能够典型地通过一脱耦段以引导气体或引导汽体方式与真空腔耦合。在汽体束从真空腔脱耦时要保证使材料汽体对于稳定的测量信号而言足够的量脱耦。但是，越过脱耦段会出现脱耦的汽体束的冷凝温度下降。这点会在脱耦段的纵向延伸部上造成越过脱耦段传播的材料汽体的一部分冷凝。这类不希望的冷凝当然会造成测量信号的错误。

此外要注意的是，典型地形式为石英晶体或另外的压电晶体的、已知的振动板可以在材料不断积聚的情况下逐步丧失它们的能力地在所要求的谐振范围内振动。这类振动板的使用持续时间就此而言强烈依赖于积聚在振动板上的材料量。

为了延长已知的测量系统的使用持续时间，已知这样的测量装置，这些测量装置具有多个振动板，这些振动板能够前后相继地以待测量的材料汽体来加载。在此，多个这种振动板典型地布置在转塔测量头的能转动受支承的承载件上。通过转动所述承载件可以使单个的、布置在该承载件上的振动板前后相继地保持到脱耦的汽体束中或定位在脱耦段的背离真空腔的端部上。

已知的转塔测量头经常仅不充分地被密封，从而使得还未被使用的振动板在它们使用之前经历不想要的覆层。由此不仅使测量结果错误，而且尤其在更换振动板时，测量的可重现性由此会受到影响。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种用于对能借助于汽相沉积法施加到衬底上的层进行层厚度测量的被改善的测量系统。就此而言，测量系统应当提供汽态或气态的材料在振动板上的最小可能的、但是稳定且持续的入流。测量系统应当提供特别精确的测量结果并同时能够实现待用于层厚度测量的振动板的比较高的寿命持续时间。

因此，另一目的是，能够尽可能避免或尽可能地克制没有处于汽体束中的振动板的不想要的覆层，以便尤其在更换振动板时能够实现较准确且能重现的测量并由此最后使得蒸发过程的调节和控制变得简单。

本发明和有利的设计方案

该任务利用根据独立权利要求1的测量系统以及利用根据权利要求13的用于层厚度测量的方法来解决。在此，有利的设计方案分别是从属权利要求的主题。