分光エリプソメトリー

 

エリプソメトリーは絶対的な光学的測定法であり、媒質を通過中の光の偏光の変化を測定します。偏光の位相は、反射中の層構造が原因で歪みを呈するため、この構造内の媒質の材料特性の抽出が可能になります。

偏光の歪みは、複数の光学コンポーネントが光偏光を変調させる複数の方法で特定できます。セミラボでは、最も進んだ回転補償子レイアウトを採用しており、ハイエンドの広帯域補償子が回転角に応じて異なる位相転移を生じさせることで、エリプソメトリーパラメータを分光的に特定できます。

エリプソメトリーは間接的なメトロロジーであるため、厚さや屈折率の値を抽出するには、実際の構造のモデリングとパラメータフィッティングが必要です。セミラボの分光エリプソメトリーアナライザー(SEA)ソフトウェアは、実際の構造のモデルを構築するための幅広い手法や、モデルパラメータをフィッティングして目的の値を取得するための強力なアルゴリズムを装備しています。  

分光エリプソメトリー測定法には多数の長所があります。第一の長所は、光学法であり、よって非接触・非破壊式であることです。この測定法では、多層構造中の各層の層厚と光学機能を測定します。感度が高く、層構造中を移動する光ビームの位相転移の測定に基づいているため、位相角測定が光の絶対強度に依存しません。白色光源とモノクロメーターを用いると、サンプルに関するスペクトル情報を取得できます。

エリプソメトリーでは、複雑なフレネル反射係数の比率を測定します。これは複素数であるため、振幅項と位相転移項に分けることができ、それぞれエリプソメトリー角であるΨとΔに対応します。これらのパラメータには、層構造の物理特性(層厚や屈折率など)が含まれています。これは超越的で高度に非線形な方程式であるため、モデルベースのアプローチを用いて数値法で解く必要があります。この手法では、層構造をモデルの厚さと光学機能を用いて検討します。数値的回帰手法では、相対位相転移を計算し、測定量と比較します。

アプリケーション

薄膜光学特性評価

薄膜(ITO、OLED、LTPS、IGZO、SiNx、SiOx、フォトレジストなど)の厚さと光学特性は、主要なプロセス管理パラメータです。セミラボの分光エリプソメーターを使用すると、高速(反射率計に類似した測定速度)かつ正確な測定を任意のサイズのパネルに実行できます。

当社の最新式分析ソフトウェアでは、光学的バンドギャップエネルギー、透過率、ラフネス、結晶度関連(LTPSの場合)などのパラメータも特定できます。

SiOx/ガラス構造は、従来の光メトロロジーでは測定が困難な場合がありますが、FPTで使用されているエリプソメーターの原理により、こうした低コントラスト構造も正確に測定できます。

製品ラインナップ

SE

エリプソメータのパイオニアであるSopra時代(1983年創業)から、セミラボでは数多くの分光エリプソメーターを販売してきました。セミラボ社製エリプソメーターは、従来の分光エリプソメトリーで培われた経験と技術を継承しつつ、数多くのお客様の声を元に改善を行い、その結果、従来機以上の測定精度、操作性、安定性を実現しました。使い勝手の良い解析ソフトウェアと豊富なデーターベースで、研究開発からインライン生産品質管理など様々な用途でご使用頂けます。

SEシリーズの独自のモジュール式光学プラットフォームには、分光エリプソメーターの測定モジュールとして回転補償子光学系が含まれています。このシステムは高いモジュール性と汎用性を誇り、シンプルな単層の膜厚測定から、より複雑なアプリケーションまで幅広いニーズに応えます。また、独自の独立したアーム角度選択や微小マイクロスポットを装備しています。オプションの赤外領域対応のFTIRエリプソメーターヘッドを可視光用アーム付属の同じゴニオメーターに搭載する独自レイアウトにより、単一装置で深紫外(193nm)から中赤外(25µm)までの最も広いスペクトル範囲をカバーできます。

 

SEシリーズ

SEシリーズには、コンポーネントを交換可能なセミラボの新型高性能電子機器が搭載されており、新世代の動作・分析ソフトウェア(SAM/SEA)で動作します。このシステムは、PCやラップトップからLANネットワーク経由で制御することが出来ます。

FPT

FPTシリーズは、フラットパネルの検査と特性評価に専用のシリーズです。この製品は、第10.5世代までのLCDパネルとAMOLED TFTパネルの特性を評価できるよう設計されています。複数の測定プローブを1台のプラットフォームに組み合わせることができ、正確・高速なモーター駆動ステージと可搬重量により、フラットパネルの全表面を高精度で測定できます。

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