2024-02-22 18:09:05 奥谱天成(厦门)光电有限公司
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光学薄膜是现代光学技术中不可缺少的技术基础,随着薄膜技术和光电器件的广泛发展,对光学及电子元件表面光学薄膜的性能要求也不断提高,与之相对应的加工和检测技术也不断更新,精密测量对光学薄膜各种参数提出了更高的要求。光学薄膜具有改变介质的光学特性(如增透膜,高反膜等),改进器件表面性能,扩展材料新的功能特性等优点。由于光学薄膜的性能对器件的功能和质量有着重要的影响,薄膜厚度是薄膜设计和工艺制造中的关键参数之一。
正因如此检测薄膜的各项技术得到快速发展,特别是纳米级薄膜技术的迅速发展,使得精确测量薄膜厚度成为薄膜技术研究领域中的热点问题。薄膜厚度是否均匀一致是检测薄膜各项性能的基础,它会影响整个器件的最终质量。因此薄膜厚度测量是光学薄膜制备的基础检测项目之一。光干涉计量测试技术以波长为计量单位,是一种公认的高精度计量测试技术。许多精密测试工作都是以光干涉的方法来实现的。干涉仪输出的是一幅干涉图,借助数学物理模型可以将干涉图与多种被测参数相联系,从而实现测量相关的物理参数。
这就促使了测量薄膜膜厚的仪器--膜厚测量仪的应运而生。基于不同的测量原理,现今发展出的膜厚仪有:光谱测量仪、椭圆偏振光测量仪、在线测量仪、涂层膜厚测试仪等。生活中我们最常见的应该是漆膜仪、车漆厚度测试仪,它们最大的缺点是需要接触测量。而传统的膜厚仪在测量物件时,需要进行样品的处理,使样品与被测量物件一致,在测量时直接应用于样品测量,容易损坏样品。故非接触式无损膜厚测量仪的出现是必然的。光学膜厚仪就是一种非接触式测量仪器,一般应用在生产厂商大量生产产品的过程中,由于误差经常会导致产品全部报废,这时候就需要运用光学膜厚仪来介入到生产环境,避免这种情况的发生。
奥谱天成秉承着仪器国产化的理念,自主创新,深刻挖掘客户的需求,充分研究,将国产化非接触式的光学膜厚测量仪变成现实,特别推出了显微薄膜厚度测绘仪SM280。
SM280自动显微薄膜厚度测绘仪采用一体化设计,核心器件采用高分辨率、高灵敏度光谱仪、高性能工业CCD和高精度的3轴移动平台,结合奥谱天成独有的算法技术,利用薄膜反射光干涉原理研制而成的显微薄膜厚度测绘仪。利用波长范围最宽为350-800nm的光垂直入射到薄膜表面,只要薄膜有一定程度的透射,SM280就能根据反射回来的干涉光谱拟合计算出薄膜的厚度,其厚度最大测绘范围可以达到20nm~100um。
测量原理:当入射光穿透不同物质的界面时会有部分的光被反射,由于光的波动性导致从多个界面的反射光彼此干涉,从而使反射光的多波长光谱产生震荡的现象。从光谱的震荡频率,可以判断不同界面的距离进而得到材料的厚度(越多的震荡代表越大的厚度),而其他的材料特性如折射率与粗糙度也能同时测量。
当光线进入薄膜样品时,薄膜内部会发生多次反射。这些多重反射的光波随着它们的相位差而相互增强或减弱。每个多重反射光的相位差由光的波长和光程长度(光在薄膜中来回移动的距离乘以薄膜的折射率)决定。
这种相位差使得从样品反射或透射的光谱产生一个独特的光谱,该光谱取决于薄膜厚度。光谱干涉测量法是一种通过分析特定光谱来测量薄膜厚度的技术。奥谱天成利用光谱干涉法,通过曲线拟合或极值法或快速傅里叶变换(FFT)方法分析目标光谱,以满足现场的应用。
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产品主要特点:
➼ 非接触式、非破坏性的测试系统;
➼ 高分辨率、高灵敏度光谱仪,测绘结果更准确可靠;
➼ 集成实时摄像头,监控测量点;
➼ 配备显微物镜,支持检测小尺寸样品;
➼ 测绘速度快,支持多点测绘点位地图绘制;
➼ 支持绘制样品2D/3D厚度分布图;
SM280软件
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显微功能:
SM280具有显微功能,通过调整相机参数进行自动对焦实现显微的功能,便可看到物镜下小尺寸样品的细微图像,并可对当前点位单点测量。
显微功能非常适合检测小尺寸样品,更加适合用于电子行业及半导体行业微小器件的膜厚检测。
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多点扫描:
测试样品时首先需要编辑配方,在编辑配方中用户可以自主选择扫描类型、间距、点位密度和点位数等参数,来实现多点扫描。
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3D成像:
当进行完多点扫描后,根据每次扫描点位的薄膜厚度,软件测绘出被测样品的2D/3D图像,3D测绘图能从不同角度检视结果,用户能够更加直观的看到样品的表面形态。
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应用领域:
基本上所有光滑的、半透明的或低吸收系数的薄膜都可以测绘,这几乎包含了所有的电介质和半导体材料,包括:氧化硅、氮化层、类钻薄膜、多晶硅、光刻胶、高分子、聚亚酰胺、非晶硅等。
半导体镀膜:光刻胶、氧化物、淡化层、绝缘体上硅、晶片背面研磨;
液晶显示:间隙厚度、聚酰亚胺、ITO透明导电膜;
光学镀膜:硬涂层、抗反射层;
微电子系统:光刻胶、硅系膜状物、印刷电路板;
生物医学:医疗设备、Parylene
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半导体行业的应用:
电子半导体材料制造,半导体级硅单晶生长、晶片切割、磨抛、清洗设备制造的企业和工厂。用于不同厚度SiO2薄膜的检测,便于时刻检查产线上的产品厚度,避免出现一批产品全都报废的情况。
应用在硅材料器件中的二氧化硅随着作用的不同其厚度差别是很大的,薄的氧化层主要是MOS器件里的栅极,厚的氧化层主要用于场氧化层,下面的表列出了不同厚度范围及其相对应的主要用途。
二氧化硅厚度 | 应用 |
60-100 | 隧道栅极 |
150-500 | 栅极氧化、电容绝缘层 |
200-500 | 氧化 |
2000-5000 | 掩膜氧化、表面钝化 |
3000-10000 | 场氧化 |
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液晶显示行业的应用:
液晶显示屏是我们生活中最常用的产品,它是在两块平行板之间填充液晶材料,通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况,以达到显示图像的目的。液晶分子的运动与排列都需要电子来驱动,因此在液晶的载体——TFT玻璃上,必须有能够导电的部分,来控制液晶的运动,这里是用ITO(Indium Tin Oxide)来完成的。ITO即氧化铟锡,是一种置换固溶体,具有电学传导和光学透明的特性,是薄膜导电晶体。SM280自动显微薄膜厚度测绘仪可以测试ITO薄膜材料的厚度,,用于生产过程中的产品监视和测量检验,确保产品质量。
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