製品情報

特徴

ヘッドにはフィルム厚さ測定に必要な機能が集積されている
顕微鏡分光法による高精度絶対反射率（多層膜厚、光学定数）の測定
1時1秒高速測定
顕微分光下の広範囲の光学系（紫外から近赤外）
エリアセンサの安全機構
解析ウィザードが容易で、初心者でも光学定数解析が可能
独立測定ヘッドは各種inlineカスタム化ニーズに対応
さまざまなカスタマイズをサポート

測定項目：
ぜったいはんしゃりつそくてい
多層膜解析
光学定数解析（n：屈折率、k：消衰係数）

測定例：
SiO 2 SiN［FE−0002］の膜厚測定

半導体トランジスタは電流のオン状態を制御することで信号を送信するが、電流漏れや他のトランジスタの電流が任意の経路を流れるのを防ぐためには、トランジスタを隔離し、絶縁膜を埋め込む必要がある。絶縁膜にはSiO 2（シリカ）またはSiN（窒化ケイ素）を用いることができる。SiO 2は絶縁膜として用いられ、SiNはSiO 2よりも高い誘電率を有する絶縁膜として用いられ、あるいはCMPによるSiO 2の除去のための不要なバリア層として用いられる。その後SiNも除去された。絶縁膜の性能と正確なプロセス制御のためには、これらの膜厚を測定する必要がある。

カラーレジスト（RGB）の薄膜厚測定［FE−0003］

液晶ディスプレイの構造は通常、右図に示されています。CFは1画素にRGBを有し、非常に微細なパターンである。CF膜形成方法では、ガラスの全面に顔料系カラーレジストを塗布し、フォトリソグラフィにより露光・現像し、RGBごとにパターニングされた部分だけを残す方法が主流である。この場合、カラーレジストの厚さが一定でないと、パターン変形やカラーフィルタとしての色変化を招くため、膜厚値を管理することが重要である。

ハードコート膜厚の測定［FE−0004］

近年、様々な機能を有する高性能フィルムを用いた製品が広く使用されており、用途に応じて摩擦抵抗、耐衝撃性、耐熱性、フィルム表面の耐薬品性などの性能を有する保護フィルムを提供する必要がある。通常、保護膜層は形成されたハードコート層（HC）膜を用いているが、HC膜の厚さによっては保護膜として機能せず、膜中に反りが発生したり、外観の不均一や変形などの不良が発生する可能性がある。そのため、HC層の膜厚値を管理する必要がある。

表面粗さを考慮して測定した膜厚値［FE−0007］

サンプル表面に粗さ（粗さ）がある場合、表面粗さと空気（air）及び膜厚材料を1：1の割合で混合し、「粗さ層」とシミュレーションし、粗さと膜厚を分析することができる。ここでは、表面粗さが数nmのSiN（窒化ケイ素）を測定する場合を例示する。

超格子モデルを用いた干渉フィルタの測定［FE−0009］

サンプル表面に粗さ（粗さ）がある場合、表面粗さと空気（air）及び膜厚材料を1：1の割合で混合し、「粗さ層」とシミュレーションし、粗さと膜厚を分析することができる。ここでは、表面粗さが数nmのSiN（窒化ケイ素）を測定する場合を例示する。

非干渉層モデルを用いたカプセル化有機EL材料の測定［FE−0010］

有機EL材料は酸素と水分の影響を受けやすく、通常の大気条件下で変質したり損傷したりする可能性があります。そのため、成膜後すぐにガラスで封止する必要がある。ここでは、封止状態でガラスにより膜厚を測定する場合を示している。ガラスと中間空気層には非干渉層モデルを用いた。

不明な超薄nk[FE-0013]を多点同一解析を用いて測定する

適合最小二乗法により膜厚値（d）を分析するためには材料nkが必要である。nkが未知であれば、dとnkは共に可変パラメータとして分析される。しかし、dが100 nm以下の超薄膜の場合、dとnkは分離できないため、精度が低下し、正確なdを求めることができなくなる。この場合、異なるdの複数のサンプルを測定し、nkが同じであると仮定して同時分析（多点同一分析）を行うと、nkとdを高精度、正確に求めることができる。

界面係数を用いた基板の薄膜厚測定［FE−0015］

基板表面が非鏡面で粗さが大きいと、散乱により測定光が低下し、測定反射率が実際の値よりも低くなる。一方、界面係数を用いることにより、基板表面上の反射率の低下を考慮して、基板上の薄膜の膜厚値を測定することができる。例として、フィラメント完成品のアルミニウム基板上の樹脂膜の膜厚を測定する例を示す。

様々な用途におけるDLCコーティング厚さの測定

DLC（ダイヤモンド状炭素）は非晶質炭素系材料である。その高硬度、低摩擦係数、耐摩耗性、電気絶縁性、高バリア性、表面改質及び他の材料との親和性などの特徴から、様々な用途に広く用いられている。近年、様々な用途に応じて、膜厚測定の需要も増加している。

一般的な方法は、準備された監視サンプル断面を電子顕微鏡を用いて観察することによって破壊的なDLC厚さ測定を行うことである。一方、大塚電子が採用している光干渉型膜厚計は、非破壊的かつ高速に測定することができる。測定波長範囲を変えることで、極薄膜から超厚膜までの広範囲の膜厚を測定することもできる。

私たち自身の顕微鏡光学系を採用することで、モニタリングサンプルだけでなく、形状のあるサンプルも測定することができます。また、モニタが測定位置を確認しながら測定する方式は、異常原因の分析にも使用できます。

カスタマイズされた傾斜/回転プラットフォームをサポートし、さまざまな形状に対応することができます。実際のサンプルの任意の場所を測定することができます。

光学干渉膜厚系の弱い点は、材料の光学定数（nk）を知らずに正確な膜厚測定ができないことであり、大塚電子は独自の分析方法を用いて、多点分析を確認した。事前に準備した厚さの異なるサンプルを同時に分析することで測定することができる。従来の測定方法と比較して、極めて高精度なnkを得ることができる。
NIST（米国国立基準技術研究院）で認証された標準サンプルを校正し、トレーサビリティを保証した。