هل تساءلت يومًا كيف يقيس العلماء والمهندسون سمك وخصائص الأغشية الرقيقة على الأسطح؟
تكمن الإجابة في تقنية بصرية قوية تسمى قياس القطع. مع تزايد الطلب على المواد عالية الأداء في مختلف الصناعات ، أصبحت الحاجة إلى قياس دقيق ودقيق للأغشية الرقيقة أكثر إلحاحًا من أي وقت مضى.
يوفر قياس Ellipsometry طريقة غير مدمرة وغير جراحية للحصول على معلومات قيمة حول السماكة ومعامل الانكسار والخصائص البصرية للأغشية الرقيقة ، مما يجعلها أداة أساسية للباحثين والمصنعين على حد سواء.
في هذه المقالة ، سأستكشف عالم القياس البيضاوي الرائع وكيف يُحدث ثورة في الطريقة التي نقيس بها المواد ونفهمها بالمقياس النانوي.
الماخذ الرئيسية
- قياس Ellipsometry هو أسلوب قياس بصري يستخدم لتحديد سمك الطلاء وخصائصه البصرية وتركيبه.
- يتم استخدامه بشكل أساسي لقياس سماكة الأغشية الرقيقة الموجودة أعلى الركيزة.
- إن قياس Ellipsometry غير جراحي وسريع ولا يتطلب أي تحضير للعينة.
- يمكنه قياس معلمات متعددة وهو أقل عرضة لأخذ عينات غير المثالية.
- ومع ذلك ، تتطلب قياسات القطع الناقص نموذجًا دقيقًا للتفسير ولها قيود في الحساسية والهندسة وخصائص السطح.
توصيف الأغشية الرقيقة
يستخدم مقياس Ellipsometry بشكل شائع لقياس السماكة والخصائص البصرية للأغشية الرقيقة ، بما في ذلك معامل الانكسار ومعامل الانقراض.
قياسات الأبعاد الحرجة البصرية
يتم تطبيق قياس البعد الحرج البصري الطيفي (SE-OCD) على قوالب الشبكات وأنماط المقاومة المطبوعة لتطبيقات الوسائط المغناطيسية المنقوشة.
لماذا يعتبر قياس الانكسار مهمًا في قياس الأبعاد
عندما يتعلق الأمر بقياس الأبعاد ، فإن الأمر لا يتعلق فقط بالحجم المادي للكائن. قياس الانكسار هو تقنية تقيس معامل انكسار مادة ما ، والتي يمكن أن توفر معلومات قيمة حول تكوينها وخصائصها.
هذا مفيد بشكل خاص في قياس القطع الناقص ، حيث يتم قياس السمك والخصائص البصرية للأغشية الرقيقة.
باستخدام قياس الانكسار ، يمكننا فهم سلوك الضوء بشكل أفضل لأنه يتفاعل مع هذه الأفلام ، مما يسمح بقياسات أكثر دقة ودقة.
لذلك ، على الرغم من أنها قد تبدو تقنية غامضة ، إلا أن قياس الانكسار يلعب دورًا مهمًا في عالم قياس الأبعاد.
للمزيد من المعلومات:
التوصيف البصري للمواد منخفضة الأبعاد والبنى غير المتجانسة
يوفر القياس الطيفي للقطع الناقص طريقة للحصول على أطياف السماحية البصرية للمواد منخفضة الأبعاد المكتشفة حديثًا والبنى غير المتجانسة.
دراسة السطوح المعدنية وعمليات الأكسدة والتآكل
يستخدم مقياس Ellipsometry على نطاق واسع لدراسة الأسطح المعدنية وعمليات الأكسدة والتآكل.
مزايا قياس القطع
- تقنية غير جراحية وغير مدمرة
- سريع ولا يتطلب تحضير عينة
- يقيس معلمات متعددة
- كثافة مستقلة
- أقل عرضة لأخذ عينات من غير المثالية
حدود Ellipsometry في قياس الأبعاد
- يتطلب نموذجًا مناسبًا للتفسير
- حدود الحساسية بسبب نسبة الإشارة إلى الضوضاء ودقة النموذج
- القيود الهندسية في الأسطح المنحنية وسماكة الفيلم القصوى
- يقتصر على قياس خصائص السطح ، وليس خصائص الحجم
دقة القياس البيضاوي في قياس الأبعاد
- يجب تفسير القياسات بنموذج مناسب
- تعتمد الدقة على تصميم الأجهزة ومعايرة الجهاز
- توفر الزوايا المائلة بالقرب من زاوية بروستر قياسات دقيقة
- قياسات الانعكاس دقيقة مع شدة الإضاءة المنخفضة
- تستخدم القياسات المباشرة لتحديد دقة الجهاز
أنواع قياس القطع
- القياس البيضاوي القياسي: يستخدم لعينات الخواص بصريًا
- القياس الطيفي Ellipsometry: يحدد خصائص الأغشية الرقيقة وسمكها
مزايا قياس القطع
يعتبر قياس Ellipsometry سريعًا وغير مدمر ويمكنه قياس مجموعة واسعة من المواد. إنه أقل تأثراً بعدم استقرار الكثافة ويمكنه قياس معظم أنواع المواد.
التحديات في Ellipsometry لقياس الأبعاد
- زاوية وقوع غير معروفة
- عدم وجود قيم دقيقة للكثافة
- التناقض مع التقنيات الأخرى
- القيمة المفترضة لمعامل انكسار الأغشية الرقيقة
التطورات الأخيرة في تقنية قياس القطع
- القياس الطيفي للقطع الناقص (SE)
- قياس القطع الطيفي بالتصوير الطيفي (SIE)
- قياس القطع البصري ذو البعد الحرج (OCD)
- مواد ثنائية الأبعاد (2D)
- قياس الاستقطاب
تتطور تقنية Ellipsometry باستمرار لتحسين دقة ودقة قياسات الأبعاد.
قياس Ellipsometry في صناعة أشباه الموصلات
يستخدم قياس Ellipsometry لقياس الأغشية الرقيقة والتحكم في العملية المضمنة في صناعة أشباه الموصلات.
تأملات وتأثيرات نهائية
بعد التعرف على قياس القطع الناقص وتطبيقاته في قياس الأبعاد ، لا يسعني إلا الشعور بالارتباك والفتن من خلال تقنية القياس البصري هذه. من ناحية ، فإن دقة القياس البيضاوي ودقته مثيرة للإعجاب ، مع القدرة على قياس السماكة وصولاً إلى مقياس النانومتر. من ناحية أخرى ، فإن قيود قياس القطع الناقص ، مثل حساسيته لخشونة السطح والحاجة إلى تجانس العينة ، تجعلني أتساءل عن قابليته للتطبيق العملي في تطبيقات العالم الحقيقي.
على الرغم من التحديات ، فإن إمكانية قياس القطع الناقص في مجالات مثل تصنيع أشباه الموصلات وكيمياء الأسطح لا يمكن إنكارها. تعد القدرة على قياس السماكة والخصائص الضوئية للأغشية الرقيقة بدقة عالية أمرًا بالغ الأهمية لتطوير تقنيات ومواد جديدة.
ومع ذلك ، كما هو الحال مع أي تقنية قياس ، هناك دائمًا مجال للتحسين. إن التطورات المستقبلية في قياس القطع الناقص ، مثل دمج خوارزميات التعلم الآلي واستخدام قياسات متعددة الأطوال الموجية ، تبشر بمزيد من الدقة والكفاءة.
في الختام ، يقدم قياس القطع الناقص منظورًا فريدًا لقياس الأبعاد ، مع اعتماده على الخصائص البصرية والاستقطاب. في حين أنه يجب النظر في مزاياها وقيودها ، فإن إمكانية قياس القطع الناقص في مختلف المجالات أمر مثير. مع استمرار تقدم التكنولوجيا ، أتطلع إلى رؤية كيف يتطور قياس القطع الناقص ويساهم في تطوير مواد وتقنيات جديدة.
فهم وحدات القياس المترولوجيا
نصيحة: قم بتشغيل زر التسمية التوضيحية إذا كنت بحاجة إليه. اختر "ترجمة آلية" في زر الإعدادات إذا لم تكن معتادًا على اللغة الإنجليزية. قد تحتاج إلى النقر فوق لغة الفيديو أولاً قبل أن تصبح لغتك المفضلة متاحة للترجمة.
الروابط والمراجع
مقالتي حول الموضوع:
تذكير بالنفس: (حالة المقالة: مخطط تفصيلي)
مشاركه فى…
