2.3. Cỏc phộp đo khảo sỏt cấu trỳc, tớnh chất vật liệu
2.3.4. Đo độ dày màng mỏng bằng phương phỏp vạch mũi dũ
Là phương phỏp đo độ dày màng mỏng bằng những dụng cụ đầu dũ quột ngang lớp màng mỏng, khảo sỏt độ dày chờnh lệch với vựng khụng cú màng mỏng.
Cỏc bộ phận chớnh trong hệ gồm:
1. Camera: quan sỏt mẫu, cú vai trũ như một kớnh hiển vi để quan sỏt tốt hơn những dịch chuyển nhỏ nhất.
2. Mũi dũ: Chúp làm bằng kim cương, bỏn kớnh mũi dũ trong khoảng từ 5-25 μm. Đầu đo được dịch chuyển thẳng đứng để đo đạc và ghi nhận trong quỏ trỡnh quột. Độ phõn giải thấp nhất khoảng 20nm và cao nhất trờn 500μm.
3. Bộ phận giữ kim: để điều chỉnh độ nghiờng của bề mặt nhiều hay ớt. 4. Cảm biến: Để đo dạng, kết cấu bề mặt theo tọa độ.
5. Bộ phận đế và giỏ đỡ: để điều chỉnh đầu đo và giảm rung động.
Nguyờn lớ hoạt động
Vật mẫu được đặt trờn một đế di chuyển đều đặn với độ chớnh xỏc cao, người ta đặt đầu dũ kim cương ghỡ sỏt vào mẫu (hỡnh 2.8b).
Hệ thống hoạt động theo một chương trỡnh đó được lập trỡnh sẵn về chiều dài quột, tốc độ và lực đầu dũ. Đầu dũ được nối với lừi cơ của biến ỏp vi sai biến đổi tuyến tớnh (LVDT) nhằm nhận biết sự thay đổi của bề mặt mẫu. Khi hệ thống đế di chuyển thỡ đầu dũ di chuyển trờn vật mẫu tịnh tiến theo một đường thẳng. Và như vậy mũi dũ sẽ quột ngang từ biờn này sang biờn kia của mẫu ở khoảng cỏch và lực tiếp xỳc cụ thể. Phương phỏp này cú thể đo được sự biến đổi nhỏ của bề mặt khi sự dịch chuyển thẳng đứng của mũi dũ là một hàm của điện thế. Tại những điểm cú độ dày khỏc nhau thỡ tạo ra sự thay đổi vị trớ lừi của biến ỏp vi sai biến đổi tuyến tớnh, nú sẽ chuyển những thay đổi đú thành tớn hiệu tương đương. Bộ phận này sẽ vẽ nờn một tớn hiệu xoay chiều với tỉ lệ tương thớch với sự thay đổi đú, tớn hiệu này được chuyển đổi khoanh vựng kĩ thuật số với độ chớnh xỏc cao, từ tớn hiệu tương tự (analog) thành tớn hiệu số (digital).
Hỡnh 2.8. Ảnh và sơ đồ nguyờn lý thiết bị đo độ dày màng mỏng Veeco Dektak 150