Получение характеристик тонких пленок с помощью конфокальной микроскопии высокого разрешения

27 Февраля 2017

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_MicroscopyМеханические, функциональные и геометрические свойства тонких пленок очень широко различаются и поэтому сложно найти одну общую технологию получение характеристик. Однако, конфокальная микроскопия и интерференционное оптическое профилирование являются одними из нескольких методов, подходящих для этой задачи. В данной статье показаны возможности измерения толщины, остаточного напряжения, адгезии и шероховатости различных типов пленок, а также, дано объяснение, почему данная технология получения характеристик предоставляет более качественные результаты по сравнению с традиционными методами.

Для подробного ознакомления с медицинской и исследовательской техникой основных мировых производителей оптических систем и сопутствующего оборудования посетите наш каталог или свяжитесь с нашими специалистами и получите полную профессиональную консультацию по любым, имеющимся у Вас, вопросам. 

Введение

Тонкие пленки используется во многих промышленных областях, включающих производство инструментов и красителей для обработки, предотвращение возникновения ржавчины и износа оборудования, а также, функциональные и декоративные покрытия. К примеру, линзы во всех современных оптических системах, таких как микроскопы, бинокуляры или очки, покрыты многослойным пленками, имеющими различные функции (оптические, механические или антикоррозионные).

Существует широкий диапазон технологий для производства тонких пленок. Они применяют различные физико-химические механизмы и получают различные результаты. (PVD), (CVD) и (ALD) являются некоторыми из процессов, применяемых при изготовлении покрытий оксидов, нитридов, карбидов, металлов и сложносоставных компонентов, и имеющих различную толщину в диапазоне от нескольких нанометров до нескольких микрометров.

Микроструктуры данных покрытий могут быть аморфными, кристаллическими или нанокристаллическими, в зависимости от использованного способа нанесения. Одним из преимуществ технологии PVD является возможность производить покрытия с различными микроструктурами, меняя параметры процесса производства. На морфологии поверхности покрытия отражается микроструктура материала подложки, которая может служить характерным признаком для каждого типа.

Использование продвинутых методологий получения характеристик поверхности с помощью подобных систем является одной из самых главных задач развития и оптимизации инновационных продуктов.

Поэтому, анализ покрытий заключается в получении химических и физических характеристик, включающих в себя анализ механических свойств и морфологию поверхности.

Бесконтактные оптические профилометры являются многоцелевыми и гибкими инструментами для получения характеристик поверхности материалов. Их принцип работы, основный на получении конфокальных изображений и/или интерферометрии, позволяет пользователю измерять необходимые особенности образца.

В частности, в области тонких пленок, один инструмент, объединяющий возможности конфокальной микроскопии и интерференционного оптического профилирования, может быть использован в широком диапазоне применений, не только для морфологии поверхности, но и для измерения толщины пленки, анализа сбоев и лучшего понимания механических свойств.

Примеры, приведенные в данной статье, показывают возможности использования конфокальной микроскопии и оптического профилирование совместно с другими совершенно различными методами.

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

Экспериментальные методы и материалы

Технологии нанесения, используемые при производстве образцов, изучаем в данной статье: MS-PVD для производства Cr, TiN и AIN пленок на полимеры, стальные или алюминиевые субстраты или кремниевые пластины, RF-PACVD для производства DLC покрытий на кремниевые пластины, Cathodic Arc для производства TiN покрытий на M2 стальные субстраты.

Все измерения проводились с учетом стандартов ASTM E 384 и ISO 6507-1 для тестирования микротвердости, ISO 14577 для наноиндентирования, CEN/TS 1071-3 для метода испытания царапанием и EN/TS 1071-11 для оценки остаточного напряжения.

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopymicrosystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopymicrosystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopymicrosystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopymicrosystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopymicrosystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

microsystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopymicrosystemy_ru_articles_Characterization_of_Thin_Films_Using_High_Definition_Confocal_Microscopy

Возврат к списку