Trong sản xuất chip bán dẫn, lỗi độ dày của photoxelate cần được kiểm soát trong vòng 0,1 nanomet; Trong lĩnh vực pin mặt trời perovskite, độ dày lớp chức năng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả chuyển đổi quang điện; Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, tính đồng nhất của lớp phủ composite liên quan đến an toàn bay, nhu cầu chung của những kịch bản này, thúc đẩy máy đo độ dày màng trở thành thiết bị kiểm tra chính xác trong ngành công nghiệp hiện đại. Từ màng siêu mỏng cỡ nano đến lớp phủ dày cỡ mm, máy đo độ dày màng xây dựng một hệ thống đo lường bao phủ toàn bộ độ dày với một con đường công nghệ đa dạng.

I. Nguyên tắc công nghệ: Bước nhảy từ tiếp xúc đến không tiếp xúc

Lịch sử diễn tiến kỹ thuật của máy đo độ dày màng mỏng, bản chất là lịch sử đánh cờ về độ chính xác và hiệu quả. Máy đo độ dày tiếp xúc cơ học ban đầu tiếp xúc với bề mặt màng thông qua cảm biến áp suất, sử dụng tín hiệu điện áp được tạo ra bởi biến dạng đàn hồi để tính toán độ dày. Độ phân giải của nó có thể đạt 0,1 micron, nhưng có các khuyết tật như mẫu trầy xước và tốc độ đo chậm. Lấy mô hình CHY-C2A làm ví dụ, áp suất đo cần được kiểm soát chính xác ở 17,5 ± 1kPa và diện tích tiếp xúc 50mm², mặc dù đáp ứng tiêu chuẩn GB/T 6672, nhưng vẫn còn hạn chế đáng kể trong phát hiện vật liệu siêu mỏng linh hoạt.

B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

Trong lĩnh vực sản xuất chất bán dẫn, máy đo độ dày màng là "thủ môn chất lượng" của quá trình in thạch bản. Trong quá trình sản xuất TSMC 3nm, mỗi wafer cần phải trải qua 12 lớp phủ quang khắc và lỗi độ dày của mỗi lớp cần được kiểm soát ở ± 0,5nm. Dòng Filmetrics KLA sử dụng công nghệ thiên vị hình bầu dục phổ, có thể hoàn thành phép đo điểm duy nhất trong 0,3 giây, tăng độ sáng dây chuyền sản xuất lên 2,3%.

Lĩnh vực năng lượng mới cũng phụ thuộc vào công nghệ đo độ dày chính xác cao. Độ dày của lớp thụ động silicon vô định hình ảnh hưởng trực tiếp đến điện áp mạch hở trong các tế bào HJT được sản xuất bởi LungeGreen Energy. Các giao thoa kế ánh sáng trắng Atometrics AM Series được trang bị dây phát hiện của nó nén độ lệch chuẩn độ dày màng từ 1,2 nm xuống 0,5 nm bằng cách phân tích lượng dịch chuyển của các sọc giao thoa để theo dõi sự thay đổi động của độ dày 200nm trong thời gian thực.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Hiện tại, máy đo độ dày màng mỏng đang trải qua quá trình chuyển đổi từ một công cụ phát hiện duy nhất sang một hệ thống phát hiện thông minh. Thiết bị đo ba chiều của KEYENCE, được tích hợp với thuật toán AI thông qua quét laser màu tím, có thể thu được độ dày màng mỏng, độ nhám bề mặt và dữ liệu hình dạng cùng một lúc, trong phát hiện bảng mạch linh hoạt, hiệu quả phát hiện sẽ tăng gấp 5 lần.

Xu hướng tích hợp hóa cũng rất đáng chú ý. Một doanh nghiệp phát triển hệ thống đo độ dày đảo van, tích hợp nhiều cảm biến và mô-đun điều khiển vào một mô-đun duy nhất, trong việc cải tạo hệ thống thủy lực của máy đúc thép liên tục, làm cho chiều dài đường ống giảm 70%, điểm rò rỉ giảm 90%, chu kỳ bảo trì kéo dài từ mỗi tháng một lần đến mỗi nửa năm một lần.

4. Cục diện thị trường: Cạnh tranh toàn cầu và rào cản kỹ thuật cùng tồn tại:

Thuật toán cốt lõi: chẳng hạn như thuật toán giải điều chế bước sóng của phương pháp đồng tiêu phổ, thuật toán chiết xuất pha của giao thoa quang học, cần tích lũy công nghệ trong nhiều thập kỷ;

Cơ sở dữ liệu vật liệu: các thông số như chỉ số khúc xạ, hệ số tuyệt chủng của các vật liệu khác nhau cần hỗ trợ dữ liệu thí nghiệm lớn;

Khả năng thích ứng với môi trường: Thiết kế thích ứng cho các tình huống công nghiệp như nhiệt độ cao, áp suất cao và nhiễu điện từ mạnh, tạo thành một trở ngại lớn cho những người mới tham gia.

Từ chế tạo chip cỡ nano đến chế biến vật liệu composite cỡ milimet, máy đo độ dày màng mỏng đang đo từng chi tiết nhỏ của ngành công nghiệp hiện đại với độ chính xác 0,01 micron. Với sự hội tụ của thuật toán AI và công nghệ cảm biến lượng tử, trong thập kỷ tới, lĩnh vực này có thể mở ra những thay đổi mang tính cách mạng về độ chính xác đo lường đột phá 0,001 micron và tốc độ phát hiện tăng gấp 100 lần, cung cấp hỗ trợ quan trọng cho sản xuất thông minh, điện toán lượng tử và các ngành công nghiệp tiên tiến khác.