微米級(jí)膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-04-22

晶圓對(duì)于半導(dǎo)體器件至關(guān)重要,膜厚是影響晶圓物理性質(zhì)的重要參數(shù)之一。通常對(duì)膜厚的測(cè)量有橢圓偏振法、探針法、光學(xué)法等,橢偏法設(shè)備昂貴,探針法又會(huì)損傷晶圓表面。利用光學(xué)原理進(jìn)行精密測(cè)試,一直是計(jì)量和測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域中的主要方法之一,在光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域,基于干涉原理的測(cè)量系統(tǒng)已成為物理量檢測(cè)中十分精確的系統(tǒng)之一。光的干涉計(jì)量與測(cè)試本質(zhì)是以光波的波長(zhǎng)作為單位來(lái)進(jìn)行計(jì)量的,現(xiàn)代的干涉測(cè)試與計(jì)量技術(shù)已能達(dá)到一個(gè)波長(zhǎng)的幾百分之一的測(cè)量精度,干涉測(cè)量的更大特點(diǎn)是它具有更高的靈敏度(或分辨率)和精度,。而且絕大部分干涉測(cè)試都是非接觸的,不會(huì)對(duì)被測(cè)件帶來(lái)表面損傷和附加誤差;測(cè)量對(duì)象較廣,并不局限于金屬或非金屬;可以檢測(cè)多參數(shù),如:長(zhǎng)度、寬度、直徑、表面粗糙度、面積、角度等。白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以對(duì)薄膜的厚度、反射率、折射率等光學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。微米級(jí)膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)

目前,應(yīng)用的顯微干涉方式主要有Mirau顯微干涉和Michelson顯微干涉兩張方式。在Mirau型顯微干涉結(jié)構(gòu),在該結(jié)構(gòu)中物鏡和被測(cè)樣品之間有兩塊平板,一個(gè)是涂覆有高反射膜的平板作為參考鏡,另一塊涂覆半透半反射膜的平板作為分光棱鏡,由于參考鏡位于物鏡和被測(cè)樣品之間,從而使物鏡外殼更加緊湊,工作距離相對(duì)而言短一些,其倍率一般為10-50倍,Mirau顯微干涉物鏡參考端使用與測(cè)量端相同顯微物鏡,因此沒有額外的光程差。是常用的方法之一。微米級(jí)膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)白光干涉膜厚測(cè)量技術(shù)可以在不同環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量。

白光掃描干涉法利用白光作為光源,通過(guò)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)參考鏡進(jìn)行掃描,將干涉條紋掃過(guò)被測(cè)面,并通過(guò)感知相干峰位置來(lái)獲取表面形貌信息。測(cè)量原理如圖1-5所示。然而,在對(duì)薄膜進(jìn)行測(cè)量時(shí),其上下表面的反射會(huì)導(dǎo)致提取出的白光干涉信號(hào)呈現(xiàn)雙峰形式,變得更為復(fù)雜。此外,由于白光掃描干涉法需要進(jìn)行掃描過(guò)程,因此測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng),且易受外界干擾。基于圖像分割技術(shù)的薄膜結(jié)構(gòu)測(cè)試方法能夠自動(dòng)分離雙峰干涉信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜厚度的測(cè)量。

白光干涉光譜分析是目前白光干涉測(cè)量的一個(gè)重要方向,此項(xiàng)技術(shù)主要是利用光譜儀將對(duì)條紋的測(cè)量轉(zhuǎn)變成為對(duì)不同波長(zhǎng)光譜的測(cè)量。通過(guò)分析被測(cè)物體的光譜特性,就能夠得到相應(yīng)的長(zhǎng)度信息和形貌信息。相比于白光掃描干涉術(shù),它不需要大量的掃描過(guò)程,因此提高了測(cè)量效率,而且也減小了環(huán)境對(duì)它的影響。此項(xiàng)技術(shù)能夠測(cè)量距離、位移、塊狀材料的群折射率以及多層薄膜厚度。白干干涉光譜法是基于頻域干涉的理論,采用白光作為寬波段光源,經(jīng)過(guò)分光棱鏡,被分成兩束光,這兩束光分別入射到參考鏡和被測(cè)物體,反射回來(lái)后經(jīng)過(guò)分光棱鏡合成后,由色散元件分光至探測(cè)器,記錄頻域上的干涉信號(hào)。此光譜信號(hào)包含了被測(cè)表面的信息,如果此時(shí)被測(cè)物體是薄膜,則薄膜的厚度也包含在這光譜信號(hào)當(dāng)中。這樣就把白光干涉的精度和光譜測(cè)量的速度結(jié)合起來(lái),形成了一種精度高而且速度快的測(cè)量方法。該儀器的工作原理是通過(guò)測(cè)量反射光的干涉來(lái)計(jì)算膜層厚度,基于反射率和相位差。

光譜儀主要包括六部分,分別是:光纖入口、準(zhǔn)直鏡、光柵、聚焦鏡、區(qū)域檢測(cè)器、帶OFLV濾波器的探測(cè)器。光由光纖進(jìn)入光譜儀中,通過(guò)濾波器和準(zhǔn)直器后投射到光柵上,由光柵將白光色散成光譜,經(jīng)過(guò)聚焦鏡將其投射到探測(cè)器上后,由探測(cè)器將光信號(hào)傳入計(jì)算機(jī)。光纖接頭將輸入光纖固定在光譜儀上,使得來(lái)自輸入光纖的光能夠進(jìn)入光學(xué)平臺(tái);濾波器將光輻射限制在預(yù)定波長(zhǎng)區(qū)域;準(zhǔn)直鏡將進(jìn)入光學(xué)平臺(tái)的光聚焦到光譜儀的光柵上,保證光路和光柵之間的準(zhǔn)直性;光柵衍射來(lái)自準(zhǔn)直鏡的光并將衍射光導(dǎo)向聚焦鏡;聚焦鏡接收從光柵反射的光并將光聚焦到探測(cè)器上;探測(cè)器將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為nm波長(zhǎng)系統(tǒng);區(qū)域檢測(cè)器提供90%的量子效率和垂直列中的像素,以從光譜儀的狹縫圖像的整個(gè)高度獲取光,顯著改善了信噪比。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴(kuò)展。膜厚儀答疑解惑

總之,白光干涉膜厚儀是一種應(yīng)用很廣的測(cè)量薄膜厚度的儀器。微米級(jí)膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)

膜厚儀是一種可以用于精確測(cè)量光學(xué)薄膜厚度的儀器,是光學(xué)薄膜制備和表征中不可或缺的工具。在光學(xué)薄膜領(lǐng)域,薄膜的厚度直接影響到薄膜的光學(xué)性能和應(yīng)用效果。因此,準(zhǔn)確測(cè)量薄膜厚度對(duì)于研究和生產(chǎn)具有重要意義。膜厚儀測(cè)量光學(xué)薄膜的具體方法通常包括以下幾個(gè)步驟:樣品準(zhǔn)備:首先需要準(zhǔn)備待測(cè)薄膜樣品,通常是將薄膜沉積在基片上,確保樣品表面平整干凈,無(wú)雜質(zhì)和損傷。儀器校準(zhǔn):在進(jìn)行測(cè)量之前,需要對(duì)膜厚儀進(jìn)行校準(zhǔn),確保儀器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。校準(zhǔn)過(guò)程通常包括使用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行比對(duì),調(diào)整儀器參數(shù)。測(cè)量操作:將樣品放置在膜厚儀的測(cè)量臺(tái)上,調(diào)節(jié)儀器參數(shù),如波長(zhǎng)、入射角等,然后啟動(dòng)測(cè)量程序。膜厚儀會(huì)通過(guò)光學(xué)干涉原理測(cè)量樣品表面反射的光線,從而得到薄膜的厚度信息。數(shù)據(jù)分析:膜厚儀通常會(huì)輸出一系列的數(shù)據(jù),包括薄膜的厚度、折射率等信息。對(duì)于這些數(shù)據(jù),需要進(jìn)行進(jìn)一步的分析和處理,以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。膜厚儀測(cè)量光學(xué)薄膜的具體方法需要注意的一些關(guān)鍵點(diǎn)包括:樣品表面的處理對(duì)測(cè)量結(jié)果有重要影響,因此在進(jìn)行測(cè)量之前需要確保樣品表面的平整和清潔微米級(jí)膜厚儀安裝操作注意事項(xiàng)