發布日期： 2026年04月09日

作者： 森德儀器/應用技術部

儀器類別： 檢測設備、分析儀器

閱讀時間： 約 15 分鐘

關鍵詞： QCM、橢偏光譜、光學干涉、森德儀器、實驗室設備

物理模型： 遵循 Sauerbrey 方程，即頻率變化量與沉積質量成正比。

核心特點： 它是能直接在真空腔室內、在沉積發生的瞬間提供反饋的技術。對于 ALD（原子層沉積） 這種需要精確控制單原子層生長的工藝，QCM 提供了不可替代的實時速率監控能力。

注：以下非信源信息提示：Sauerbrey 方程通常僅適用于薄而硬的膜層，當膜層過厚或呈現粘彈性時，需引入 Z-match 修正。

物理模型： 這是一個典型的逆向求解過程。通過測量多波長下的光譜數據，利用 Fresnel 方程構建光學模型（如 Cauchy 或 Lorentz 模型）進行擬合。

核心特點： 靈敏度高，能夠分辨小于 0.1nm 的厚度變化。由于其對相位信息的捕捉極其敏感，它不僅能測量厚度，還能同時給出材料的折射率 (n) 和消光系數 (k)。

物理模型： 通過分析干涉條紋的周期性，快速計算出透明或半透明薄膜的厚度。

核心特點： 測量速度快（秒級），且無需像橢偏儀那樣建立復雜的數學模型。它在測量微米級厚膜（如光刻膠、鈍化層）時具有顯著的成本和效率優勢。

金屬膜厚度難題： 光學干涉和橢偏在測量不透明金屬膜（如 Al, Cu）時受限。解決方案： 推薦在沉積過程中使用 QCM 實時監控，或在離線狀態下使用四探針電阻測試法進行輔助驗證。

表面粗糙度的干擾： 當薄膜表面粗糙度較大時，光學會產生嚴重的散射。解決方案： 森德建議配合 AFM（原子力量顯微鏡）進行形貌修正，以提高橢偏擬合模型的準確度。

ISO 23216: 表面化學分析——橢圓偏振光譜法測定薄膜厚度。

SEMI MF576: 使用紅外干涉法測量硅晶圓上絕緣層厚度的試驗方法。

ISO 14644: 潔凈室及相關受控環境標準（用于指導高精度儀器的安裝環境）。