製造された薄膜では、その多くの特性の中で、膜厚と均一性が最も重要なパラメータです。 したがって、薄膜の厚さと均一性を監視および制御することは、工業生産の重要かつ不可欠な部分になっています。必要な場合は、PAM-XIAMEN が提供できます半導体ウェーハ光学測定サービス付き。たとえば、シリコンウェーハ上の LiNbO3 フィルムを取り上げます。
1. 光学ベースの測定によってテストされた LiNbO3 膜厚
お客様に代わってウエハーを製造し、膜厚をテストします。 下の図に示すデータは、光学測定技術によってテストされています。 特定のテスト方法については、電子メールでお問い合わせください。tech@powerwaywafer.com.
光学測定によってテストされた LiNbO3 フィルムの厚さ
2. 非接触光学測定システム
膜厚を検出するためのさまざまな方法の中で、光学測定は、非接触、高感度、高精度、および光学画像の2次元計測により、最も広く使用されている方法の1つです。 また、他の方法に比べて速く、正確で、フィルムを傷つけないという利点があります。
理論的な観点から、測定方法の基礎となる光学原理に従って、干渉、回折、透過、反射、偏光およびその他の方法に分類できます。 そこでは、光学測定技術には、ニュートンリング干渉縞、マイケルソン干渉計、エリプソメトリー、白色光干渉およびその他の方法が含まれる。 この方法をよりよく理解するために、これらの方法の長所と短所を表に示します。
| 不利益 | 利点 | |
| ニュートンリング | 実測は難しい | 器具はシンプルで持ち運び可能 |
| マイケルソン干渉計 | 手動数のループは大きなエラーを引き起こしやすい | 軽量でポータブルな膜厚の自動測定に発展する可能性があります。 |
| エリプソメーター | 界面層などの要因の影響を受け、厚さを解決するには複雑な数学的モデルが必要です | そのほうが感度が高い |
| 白色光干渉計 | 重水素タングステン光は微弱で環境の影響を受けやすい | 高精度で膜厚のオンラインモニタリングが可能 |
具体的には、エリプソメトリーと白色光干渉法による光学測定システムを次のように紹介します。
2.1 薄膜の厚さを測定するエリプソメトリー
エリプソメトリーは、2 つの媒体の界面における光の現象と媒体の特性を研究するための光学的方法です。 その原理は、偏光が界面で反射または透過するときに発生する偏光状態の変化を利用することです。
エリプソメトリーには、半導体、光学マスク、ウェーハ、金属、誘電体膜、ガラス (またはコーティング)、レーザーミラー、大面積光学膜、有機膜などの光学特性の研究など、幅広い用途があります。また、電気、アモルファス半導体、ポリマー膜の測定、および膜成長プロセスのリアルタイム監視にも使用できます。 コンピューターと組み合わせることで、手動で入射角を変更し、リアルタイムで測定し、高速にデータを取得できるという利点があります。
2.2 白色光干渉法による膜厚測定
干渉計は、干渉の原理を使用して光路の違いを測定し、関連する物理量を決定する光学機器です。 2 つのコヒーレント ビーム間の光路差の変化は、非常に敏感に干渉縞の動きにつながります。コヒーレント光の特定のビームの光路変化は、それが移動する幾何学的経路または屈折率の変化によって引き起こされます。干渉によって、フリンジの動きの変化が幾何学的な長さまたは屈折率の小さな変化を測定し、これにより、これに関連する他の物理量が測定されます。
測定精度は、光路差の測定精度で決まります。 干渉縞が 1 縞間隔だけ移動するたびに、光路差は 1 波長 (~10-7 メートル) 変化するため、干渉計は光路差を光の波長の単位で測定します。 測定精度の高さは、他の測定方法では真似できません。
白色光干渉の原理に基づく光学測定装置を使用して光学フィルムの厚さを決定すると、測定できるフィルムの厚さは10nm〜50umで、分解能は1nmです。
詳細については、メールでお問い合わせください。 victorchan@powerwaywafer.com と powerwaymaterial@gmail.com.