Měření tenkých vrstev

Tloušťku tenké vrstvy jsme schopni určit analýzou interferenčního obrazce, který vzniká interakcí mezi svazky odraženými od vrchního respektive spodního rozhraní vrstvy. Tloušťku vrstvy je pak možné určit na základě znalosti vzdálenosti píků intenzity v interferenčním obrazci a indexu lomu měřeného materiálu.

Optika pro měření tenkých vrstev

Součástí aparatury pro měření tenkých vrstev je reflexní sonda R400-7-VIS/NIR umístěná v úhlu 90° vůči vzorku pro měření odrazu od povrchu vzorku, wolfram-halogenová lampa LS-1 a reflexní standart s vysokou odrazivostí STAN-SSH.

Spektrometr

Ideálním spektrometrem pro reflektrometrii tenkých vrstev je USB4000-VIS-NIR (350-1000 nm). Konfigurace tohoto spektrometru zahrnuje mřížku, která je vhodná pro vlnovou délku 500 nm, dále filtr OFLV-350-1000, který slouží pro eliminaci efektů druhého a třetího řádu a štěrbinu 25 µm, která umožňuje dosáhnout rozlišení přibližně 1.5 nm (FWHM).

Měření

Získané spektrum odhaluje oscilace způsobené optickou interferencí uvnitř jednotlivých vrstev na substrátu. Z průběhu spektra pak určíme vlnovou délku, pro kterou nastává v interferenčním obrazci minimum nebo maximum. Znalost této vlnové délky pak umožňuje určit tloušťku vrstvy (pokud je znám její index lomu), nebo index lomu (pokud je známa její tloušťka). Vzhledem k tomu, že tloušťka vrstvy nemusí být ve vzorku uniformní, doporučujeme provést měření v několika místech vrstvy a měření statisticky zpracovat.

Tloušťka tenké vrstvy

Systém detekce tloušťky (TDS) od vývojářů Salt Point obsahuje vícekanálový spektrometr začleněný v širokopásmovém monitorování míry rozpustnosti (DRM) pro provádění analýz velmi tenkých a odolných vrstev používaných v polovodičovém a optickém průmyslu.

Monitoring DRM pomáhá určit tloušťku tenké vrstvy a stupeň její odolnosti vůči rozpouštění materiálu – důležité parametry při řízení procesů výroby tenkých vrstev. Při prvotním testování TDS se vývojáři zaměřili na aplikace s tloušťkou vrstev pod 300 nm, kde mají stávající monochromatické a polychromatické testovací metody omezenou efektivitu

TDS používá při testování dvoukanálový spektrometr SD2000. Měření odrazu byla provedena pomocí reflexní sondy série R. Výsledky ukázaly, že díky datům z TDS systému jsme schopni v krátkém čase určit tloušťku vrstvy a zároveň sledovat fotorezistentní jevy. Tyto efekty jsou pomocí tradičních metod snímání obtížné oddělitelné avšak poskytují další informace o vlastnostech vrstvy.