大塚電子顯微分光膜厚儀 OPTM series

大塚電子顯微分光膜厚儀使用顯微光譜法在微小區(qū)域內(nèi)通過反射率進(jìn)行測量，可進(jìn)行高精度膜厚度/光學(xué)常數(shù)分析。

可通過非破壞性和非接觸方式測量涂膜的厚度，例如各種膜、晶片、光學(xué)材料和多層膜。 測量時(shí)間上，能達(dá)到1秒/點(diǎn)的高速測量，并且搭載了即使是初次使用的用戶，也可容易出分析光學(xué)常數(shù)的軟件

產(chǎn)品信息

特點(diǎn)

• 頭部集成了薄膜厚度測量所需功能
• 通過顯微光譜法測量高精度反射率（多層膜厚度，光學(xué)常數(shù)）
• 1點(diǎn)1秒高速測量
• 顯微分光下廣范圍的光學(xué)系統(tǒng)（紫外至近紅外）
• 區(qū)域傳感器的安全機(jī)制
• 易于分析向?qū)В鯇W(xué)者也能夠進(jìn)行光學(xué)常數(shù)分析
• 獨(dú)立測量頭對應(yīng)各種inline客制化需求
• 支持各種自定義

測量項(xiàng)目：

• 反射率測量
• 多層膜解析
• 光學(xué)常數(shù)分析（n：折射率，k：消光系數(shù)）

測量示例：
1）SiO2 SiN [FE-0002]的膜厚測量

半導(dǎo)體晶體管通過控制電流的導(dǎo)通狀態(tài)來發(fā)送信號，但是為了防止電流泄漏和另一個(gè)晶體管的電流流過任意路徑，有必要隔離晶體管，埋入絕緣膜。 SiO 2（二氧化硅）或SiN（氮化硅）可用于絕緣膜。 SiO 2用作絕緣膜，而SiN用作具有比SiO 2更高的介電常數(shù)的絕緣膜，或是作為通過CMP去除SiO 2的不必要的阻擋層。之后SiN也被去除。 為了絕緣膜的性能和精確的工藝控制，有必要測量這些膜厚度。

2）彩色抗蝕劑（RGB）的薄膜厚度測量[FE - 0003]

液晶顯示器的結(jié)構(gòu)通常如右圖所示。 CF在一個(gè)像素中具有RGB，并且它是非常精細(xì)的微小圖案。 在CF膜形成方法中，主流是采用應(yīng)用在玻璃的整個(gè)表面上涂覆基于顏料的彩色抗蝕劑，通過光刻對其進(jìn)行曝光和顯影，并且在每個(gè)RGB處僅留下圖案化的部分的工藝。 在這種情況下，如果彩色抗蝕劑的厚度不恒定，將導(dǎo)致圖案變形和作為濾色器導(dǎo)致顏色變化，因此管理膜厚度值很重要。

3）硬涂層膜厚度的測量[FE-0004]

近年來，使用具有各種功能的高性能薄膜的產(chǎn)品被廣泛使用，并且根據(jù)應(yīng)用不同，還需要提供具有諸如摩擦阻力，抗沖擊性，耐熱性，薄膜表面的耐化學(xué)性等性能的保護(hù)薄膜。通常保護(hù)膜層是使用形成的硬涂層（HC）膜，但是根據(jù)HC膜的厚度不同，可能出現(xiàn)不起保護(hù)膜的作用，膜中發(fā)生翹曲，或者外觀不均勻和變形等不良。 因此，管理HC層的膜厚值很有必要。

4）考慮到表面粗糙度測量的膜厚值[FE-0007]

當(dāng)樣品表面存在粗糙度（粗糙度）時(shí)，將表面粗糙度和空氣（air）及膜厚材料以1：1的比例混合,模擬為“粗糙層”，可以分析粗糙度和膜厚度。此處示例了測量表面粗糙度為幾nm的SiN（氮化硅）的情況。

5）使用超晶格模型測量干涉濾光片[FE-0009]

干涉濾光片是通過控制膜厚及nk進(jìn)行成膜，可以使得在波長帶域里具有任意的反射率和透過率。其中特別是高精度的干涉濾光片是將高折射率層和低折射率層組合（一組），再經(jīng)過數(shù)次這樣的循環(huán)而成膜。以下記述了這類樣品使用超晶格模型測量、分析的案例。

6）使用非干涉層模型測量封裝的有機(jī)EL材料[FE - 0010]

有機(jī)EL材料易受氧氣和水分的影響，并且在正常大氣條件下它們可能會(huì)發(fā)生變質(zhì)和損壞。 因此，在成膜后需立即用玻璃密封。 此處展示了密封狀態(tài)下通過玻璃測量膜厚度的情況。玻璃和中間空氣層使用非干涉層模型。

7）使用多點(diǎn)相同分析測量未知的超薄nk [FE-0013]

為了通過擬合小二乘法來分析膜厚度值（d）需要材料nk。 如果nk未知，則d和nk都被分析為可變參數(shù)。 然而，在d為100nm或更小的超薄膜的情況下，d和nk是無法分離的，因此精度將降低并且將無法求出精確的d。 在這種情況下，測量不同d的多個(gè)樣本，假設(shè)nk是相同的，并進(jìn)行同時(shí)分析（多點(diǎn)相同分析）， 則可以高精度、精確地求出nk和d。

8）用界面系數(shù)測量基板的薄膜厚度[FE-0015]

如果基板表面非鏡面且粗糙度大，則由于散射，測量光降低且測量的反射率低于實(shí)際值。而通過使用界面系數(shù)，因?yàn)榭紤]到了基板表面上的反射率的降低，可以測量出基板上薄膜的膜厚度值。 作為示例，展示測量發(fā)絲成品鋁基板上的樹脂膜的膜厚度的例子。

9）各種用途的DLC涂層厚度的測量

DLC（類金剛石碳）是無定形碳基材料。 由于其高硬度、低摩擦系數(shù)、耐磨性、電絕緣性、高阻隔性、表面改性以及與其他材料的親和性等特征，被廣泛用于各種用途。 近年來，根據(jù)各種不同的應(yīng)用，膜厚度測量的需求也在增加。

一般做法是通過使用電子顯微鏡觀察準(zhǔn)備的監(jiān)測樣品橫截面來進(jìn)行破壞性的DLC厚度測量。而大塚電子采用的光干涉型膜厚計(jì)，則可以非破壞性地和高速地進(jìn)行測量。通過改變測量波長范圍，還可以測量從極薄膜到超厚膜的廣范圍的膜厚度。

通過采用我們自己的顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)，不僅可以測量監(jiān)測樣品，還可以測量有形狀的樣品。 此外，監(jiān)視器一邊確認(rèn)檢查測量位置一邊進(jìn)行測量的方式，還可以用于分析異常原因。

支持定制的傾斜/旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，可對應(yīng)各種形狀。可以測量實(shí)際樣本的任意多處位置。

光學(xué)干涉膜厚度系統(tǒng)的薄弱點(diǎn)是在不知道材料的光學(xué)常數(shù)（nk）的情況下，無法進(jìn)行精確的膜厚度測量，對此大塚電子通過使用*的分析方法來確認(rèn)：多點(diǎn)分析。通過同時(shí)分析事先準(zhǔn)備的厚度不同的樣品即可測量。與傳統(tǒng)測量方法相比，可以獲得*精度的nk。
通過NIST（美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院）認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行校準(zhǔn)，保證了可追溯性。

 關(guān)聯(lián)產(chǎn)品

• 嵌入式膜厚檢測儀 FE-3
•  多通道光纖光譜儀 MCPD-9800/6800
•  嵌入型膜厚儀 FE-5000
•  分光干涉式晶圓膜厚儀 SF-3