椭偏仪 FE-5000/5000S

产品信息

测量项目

测量椭圆参数（TANψ，COSΔ）

光学常数（n：折射率，k：消光系数）分析

薄膜厚度分析

 

用途

半导体晶圆
栅氧化膜，氮化膜
SiO2，SixOy，SiN，SiON，SiNx，Al2O3，SiNxOy，poly-Si，ZnSe，BPSG，TiN
光学常数（波长色散）

复合半导体
AlxGa（1-x）多层膜、非晶硅

FPD
取向膜
等离子显示器用ITO、MgO等

各种新材料
DLC（类金刚石碳）、超导薄膜、磁头薄膜

光学薄膜
TiO2，SiO2多层膜、防反射膜、反射膜

光刻领域
g线（436nm）、h线（405nm）、i线（365nm）和KrF（248nm）等波长的n、k评估

 

原理

包括s波和p波的线性偏振光入射到样品上，对于反射光的椭圆偏振光进行测量。s波和p波的位相和振幅独立变化，可以得出比线性偏振光中两种偏光的变换参数，即p波和S波的反射率的比tanψ相位差Δ。

Product Specification

model number	FE-5000S	FE-5000
测量样品	反射测量样品
样品尺寸	100×100毫米	200×200毫米
测量方法	旋转分析仪方法*1
测量膜厚范围（ND）	0.1纳米-
入射（反射）的角度范围	45至90°	45至90°
入射（反射）的角度驱动方式	自动标志杆驱动方法
入射点直径*2	关于φ2.0	关于φ1.2sup*3
tanψ测量精度	±0.01以下
cosΔ测量精度	±0.01以下
薄膜厚度的可重复性	0.01％以下*4
测定波长范围*5	300至800纳米	250至800纳米
光谱检测器	多色仪（PDA，CCD）
测量用光源	高稳定性氙灯*6
平台驱动方式	手动	手动/自动
装载机兼容	不可	可
尺寸，重量	650（W）×400（D）×560（H）mm 约50公斤	1300（W）×900（D）×1750（H）mm 约350公斤*7
hardware
分析	最小二乘薄膜分析（折射率模型函数，Cauchy色散方程模型方程，nk-Cauchy色散模型分析等） 理论方程分析（体表面nk分析，角度依赖同时分析）

*1可以驱动偏振器，可以分离不感带有效的位相板。
*2取决于短轴?角度。
*3对应微小点（可选）
*4它是使用VLSI标准SiO2膜（100nm）时的值。
*5可以在此波长范围内进行选择。
*6光源因测量波长而异。
*7选择自动平台时的值。

测量示例

以梯度模型分析ITO结构[FE-0006]

作为用于液晶显示器等的透明电极材料ITO（氧化铟锡），在成膜后的退火处理（热处理）可改善其导电性和色调。此时，氧气状态和结晶度也发生变化，但是这种变化相对于膜的厚度是逐渐变化的，不能将其视为具有光学均匀组成的单层膜。
以下介绍对于这种类型的ITO，通过使用梯度模型，从上界面和下界面的nk测量斜率。

考虑到表面粗糙度测量膜厚度值[FE-0008]

当样品表面存在粗糙度（Roughness）时，将表面粗糙度和空气（air）及膜厚材料以1：1的比例混合,模拟为“粗糙层”，可以分析粗糙度和膜厚度。以下介绍了测量表面粗糙度为几nm的SiN（氮化硅）的情况。

 

 

使用非干涉层模型测量封装的有机EL材料[FE-0011]

有机EL材料易受氧气和水分的影响，并且在正常大气条件下它们可能会发生变质和损坏。因此，在成膜后立即用玻璃密封。以下介绍在密封状态下通过玻璃测量膜厚度的情况。玻璃和中间空气层使用非干涉层模型。

使用多点相同分析测量未知的超薄nk[FE-0014]

为了通过拟合最小二乘法来分析膜厚度值（d）需要材料nk。如果nk未知，则d和nk都被分析为可变参数。然而，在d为100nm或更小的超薄膜的情况下，d和nk是无法分离的，因此精度将降低并且将无法求出精确的d。在这种情况下，测量不同d的多个样本，假设nk是相同的，并进行同时分析（多点相同分析），则可以高精度、精确地求出nk和d。