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2010.6.4 海洋光学光纤光谱仪应用:薄膜测量

 

概要
附着在基底上的薄膜就如同一个标准具,当观察其表面的反射率时会看到一幅干涉条纹图样。当组合不同折射率的材料时,条纹间隔的正弦曲线分布可以用来计算此薄膜的厚度

光谱仪
USB4000-VIS-NIR (350-1000 nm)适合用于薄膜的反射测量。光谱仪预先配置了#3光栅,它的闪耀波长在500nm;一个OFLV-350-1000滤光片可以屏蔽二级和三级衍射效应;以及一个25μm 狭缝,可以得到~1.5 nm (FWHM)的光学分辨率。

取样光学元件

R400-7-VIS/NIR反射式探头,90度测量薄膜表面的镜面反射。再加上一个LS-1卤钨灯光源和一个STAN-SSH高反射率镜面反射标准参考,组成一套取样配置。

 

测量

从我们的操作软件中可以观察到由薄膜基底的膜层产生的干涉光谱。分析最大值和最小值处的波长可以确定薄膜的厚度(已知薄膜的折射率)或者确定它的折射率(已知薄膜的厚度)。需要注意的是,样本的厚度可能不是均匀的;我们建议测量薄膜的多个位置点。

 

薄膜厚度

新泽西Salt Point公司开发的薄膜监测系统(TDS),在宽带溶解率监测仪(DRM)中集成了一套海洋光学多通道光谱仪,用来分析半导体和光学工业中使用的超薄的抗蚀膜。

DRM帮助客户确定膜层的厚度以及应用抗蚀膜后的材料溶解速率——这都是控制薄膜生产工艺的重要参数。在初始化测试中,薄膜监测解决方案主要针对膜厚<300 nm的应用,相对而言,传统的单色和多色干涉测量方法在该测量应用中的效果较差。在测试中,TDS采用了一个SD2000双通道光谱仪,通过一个R系列反射探头来实现反射式测量。TDS在其网站上的报告中的结果显示了多波长DRM系统能够在离散的时间间隔内测定薄膜厚度,传统的DRM系统要监测光阻材料比较困难,并且,通过免去了对离散的静态的光学厚度测量工具的需求,也给研究者提供了相应附加值。

目前,TDS提供了1-, 2-, 4- 和8-通道的配置。TDS最近正好发布了它的L系列 DRM产品线,新产品可以用于光阻材料的研发,配方研究,光阻材料生产的质量控制,以及聚合树脂生产的质量控制。L系列产品线包括多波长和多层分析算法,实现对零度薄膜的离散厚度测量,并且提供非线性溶解速率现象的准确数据。更详细的信息请访问。


配置

1. USB4000-UV-VIS 通用实验室光谱仪
#1光栅, 波长范围200-850 nm
25 μm 狭缝作为入射孔径
OFLV-200-850 消除衍射滤光片
2. DH2000-BAL 氘-卤钨组合光源
3. R400-7-UV-VIS 反射探头
4. RPH-1 反射探头支架
5. SpectraSuite 光谱仪控制软件
6. ASP 一年服务包

 

 

 

 

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