显微分光膜厚仪OPTM series


显微分光膜厚仪OPTM series使用显微光谱法在微小区域内通过绝对反射率进行测量,可进行高精度膜厚度/光学常数分析。

可通过非破坏性和非接触方式测量涂膜的厚度,例如各种膜、晶片、光学材料和多层膜。 测量时间上,能达到1秒/点的高速测量,并且搭载了即使是初次使用的用户,也可容易出分析光学常数的软件









产品信息

特点

头部集成了薄膜厚度测量所需功能
通过显微光谱法测量高精度绝对反射率(多层膜厚度,光学常数)
1点1秒高速测量
显微分光下广范围的光学系统(紫外至近红外)
区域传感器的安全机制
易于分析向导,初学者也能够进行光学常数分析
独立测量头对应各种inline客制化需求
支持各种自定义



OPTM-A1OPTM-A2OPTM-A3
波長范围230 ~ 800 nm360 ~ 1100 nm900 ~ 1600 nm
膜厚范围1nm ~ 35μm7nm ~ 49μm16nm ~ 92μm
测定时间1秒 / 1点
光斑大小10μm (最小约5μm)
感光元件CCDInGaAs
光源規格氘灯+卤素灯  卤素灯
电源規格AC100V±10V 750VA(自动样品台规格)
尺寸555(W) × 537(D) × 568(H) mm (自动样品台规格之主体部分)
重量约 55kg(自动样品台规格之主体部分



测量项目:
绝对反射率测量
多层膜解析
光学常数分析(n:折射率,k:消光系数)

测量示例:
SiO 2 SiN [FE-0002]的膜厚测量

半导体晶体管通过控制电流的导通状态来发送信号,但是为了防止电流泄漏和另一个晶体管的电流流过任意路径,有必要隔离晶体管,埋入绝缘膜。 SiO 2(二氧化硅)或SiN(氮化硅)可用于绝缘膜。 SiO 2用作绝缘膜,而SiN用作具有比SiO 2更高的介电常数的绝缘膜,或是作为通过CMP去除SiO 2的不必要的阻挡层。之后SiN也被去除。 为了绝缘膜的性能和精确的工艺控制,有必要测量这些膜厚度。

c2.jpg

c3.jpg

c4.jpg

彩色抗蚀剂(RGB)的薄膜厚度测量[FE - 0003]

液晶显示器的结构通常如右图所示。 CF在一个像素中具有RGB,并且它是非常精细的微小图案。 在CF膜形成方法中,主流是采用应用在玻璃的整个表面上涂覆基于颜料的彩色抗蚀剂,通过光刻对其进行曝光和显影,并且在每个RGB处仅留下图案化的部分的工艺。 在这种情况下,如果彩色抗蚀剂的厚度不恒定,将导致图案变形和作为滤色器导致颜色变化,因此管理膜厚度值很重要。

c5.jpg

c6.jpg

硬涂层膜厚度的测量[FE-0004]

近年来,使用具有各种功能的高性能薄膜的产品被广泛使用,并且根据应用不同,还需要提供具有诸如摩擦阻力,抗冲击性,耐热性,薄膜表面的耐化学性等性能的保护薄膜。通常保护膜层是使用形成的硬涂层(HC)膜,但是根据HC膜的厚度不同,可能出现不起保护膜的作用,膜中发生翘曲,或者外观不均匀和变形等不良。 因此,管理HC层的膜厚值很有必要。

c7.jpg

c8.jpg

考虑到表面粗糙度测量的膜厚值[FE-0007]

当样品表面存在粗糙度(粗糙度)时,将表面粗糙度和空气(air)及膜厚材料以1:1的比例混合,模拟为“粗糙层”,可以分析粗糙度和膜厚度。此处示例了测量表面粗糙度为几nm的SiN(氮化硅)的情况。

c9.jpg

c10.jpg

使用超晶格模型测量干涉滤波器[FE-0009]

当样品表面存在粗糙度(粗糙度)时,将表面粗糙度和空气(air)及膜厚材料以1:1的比例混合,模拟为“粗糙层”,可以分析粗糙度和膜厚度。此处示例了测量表面粗糙度为几nm的SiN(氮化硅)的情况。

c11.jpg

c12.jpg

使用非干涉层模型测量封装的有机EL材料[FE - 0010]

有机EL材料易受氧气和水分的影响,并且在正常大气条件下它们可能会发生变质和损坏。 因此,在成膜后需立即用玻璃密封。 此处展示了密封状态下通过玻璃测量膜厚度的情况。玻璃和中间空气层使用非干涉层模型。

10-1.jpg

APP10-2(1).jpg

使用多点相同分析测量未知的超薄nk [FE-0013]

为了通过拟合最小二乘法来分析膜厚度值(d)需要材料nk。 如果nk未知,则d和nk都被分析为可变参数。 然而,在d为100nm或更小的超薄膜的情况下,d和nk是无法分离的,因此精度将降低并且将无法求出精确的d。 在这种情况下,测量不同d的多个样本,假设nk是相同的,并进行同时分析(多点相同分析), 则可以高精度、精确地求出nk和d。

APP13-1.jpg

APP13-2.jpg

用界面系数测量基板的薄膜厚度[FE-0015]

如果基板表面非镜面且粗糙度大,则由于散射,测量光降低且测量的反射率低于实际值。而通过使用界面系数,因为考虑到了基板表面上的反射率的降低,可以测量出基板上薄膜的膜厚度值。 作为示例,展示测量发丝成品铝基板上的树脂膜的膜厚度的例子。

APP15-1.jpg

APP15-2.jpg

各种用途的DLC涂层厚度的测量

DLC(类金刚石碳)是无定形碳基材料。 由于其高硬度、低摩擦系数、耐磨性、电绝缘性、高阻隔性、表面改性以及与其他材料的亲和性等特征,被广泛用于各种用途。 近年来,根据各种不同的应用,膜厚度测量的需求也在增加。

一般做法是通过使用电子显微镜观察准备的监测样品横截面来进行破坏性的DLC厚度测量。而大塚电子采用的光干涉型膜厚计,则可以非破坏性地和高速地进行测量。通过改变测量波长范围,还可以测量从极薄膜到超厚膜的广范围的膜厚度。

通过采用我们自己的显微镜光学系统,不仅可以测量监测样品,还可以测量有形状的样品。 此外,监视器一边确认检查测量位置一边进行测量的方式,还可以用于分析异常原因。

支持定制的倾斜/旋转平台,可对应各种形状。可以测量实际样本的任意多处位置。

光学干涉膜厚度系统的薄弱点是在不知道材料的光学常数(nk)的情况下,无法进行精确的膜厚度测量,对此大塚电子通过使用独特的分析方法来确认:多点分析。通过同时分析事先准备的厚度不同的样品即可测量。与传统测量方法相比,可以获得极高精度的nk。
通过NIST(美国国家标准与技术研究院)认证的标准样品进行校准,保证了可追溯性。

DLC-0(2).jpg

DLC-22.jpg

DLC-3.jpg