マルチスペクトル・エリプソメーター(FS-4 / FS-8)

FS-8 新製品

最大8波長に!最新のLED光源で様々なサンプルに対応

LED光源と特許所得技術で、
高精度かつ簡便なエリプソメトリー解析を実現

FS-4 / FS-8が採用するマルチLED光源と特許取得の新MWE技術

特許取得(米国特許番号:9,354,118)新MWE(Multi-Wavelength Ellipsometer)技術とマルチ波長のLED光源を使用することで、 ワイドなスペクトルを持つエリプソメトリー解析が可能です。
更に新しくリリースされたFS-4(G4)FS-8(G4)はそれぞれ赤外領域と紫外領域のLEDを追加してより広い範囲で、強化された薄膜測定を提供します。光源ユニットの光学経路は、マルチスペクトルのLED光源を明るく均一な1筋の光へと統合されます。
FS-4 / FS-8の主な機能と特長は下表の通りです。

主な機能特長
マルチLED光源
(370~950nmの波長範囲から
4もしくは6つの光源)
長寿命(50,000時間以上)で、装置のご利用期間中にLED光源やそれに伴う光軸校正をする
必要はありません
特許取得のMWE技術により、
検出器に可動部位なし
分光エリプソ以上の高い再現性精度を実現
最短10ミリ秒の高速測定が可能
分光エリプソに必要な定期的な校正は不要
高い再現性精度を実現厚さ0~2μmの単層透明膜を
0.0004nmの精度で測定可能
PCを内蔵しWebブラウザから制御可能複雑なソフトウェアのセットアップや
メンテナンスが不要

最大8波長!広いスペクトル範囲の測定で強化された薄膜測定

新しくリリースされたFS-4 / FS-8は、より多くの波長とより広いスペクトル範囲で、強化された薄膜測定を提供します。 新しいシステムは、使いやすさと手頃な価格を維持しながら、特許取得済のMWE(Multi-Wavelength Ellipsometer)技術と長寿命LED光源、高速でかつ高い再現性を実現した可動部のない検出器、コンパクトデザイン、Webブラウザーインターフェイスを提供します。

品名【NEW】FS-4(G4)【NEW】FS-8(G4)
スペクトル範囲 450 ~ 660 nm370 ~ 950 nm
波長域48
特長・厚さ0~2μmの単層透明膜を
0.0004nmの精度で測定可能
・再現性精度が2倍向上
(従来装置との比較)
・簡単に in situ 測定可能
・コンパクトな光源と検出器
光 源:125×80×60mm
検出器:110×80×60mm
・UV波長(370 nm)は、10 nm以下の
非常に薄い膜やポリマー膜の測定感
度を向上させます
・3つの長波長(735, 850, 950 nm)は、
厚い透明膜(最大5μmまで)や
半導体吸収膜(ポリ-Si、SiGe、アモ
ルファス-Si等)の測定を可能に
波長のグラフ
波長のグラフ

オングストローム・ナノ薄膜の膜厚を高精度計測

サブモノレイヤーからナノ薄膜の膜厚を高精度計測
多層膜も非破壊で各層の膜厚計測を実現

マルチスペクトル・エリプソメーターは薄膜に対して非常に高感度で、エリプソメトリックな(Δ:デルタ)、パラメーターに由来しています。
サンプルに反射したp 偏光とs 偏光間の位相を測定することで、測定する光の波長(500nm)が
膜の厚さ(0.1nm未満)に比べて非常に長くても、サブモノレイヤーの厚さに至るまで正確な膜厚の定量値を計測します。

下記の表は多層膜を含む様々なサンプルを用いた標準測定での正確性と精度を示しています。
MWE技術により、膜厚0Å~1000nmの範囲の薄膜を対象とした膜厚と屈折率の測定に優れています。

マルチスペクトルエリプソメーターの精度表

in situでリアルタイム計測を実現

MBE, MOCVD, CVD, ALD, スパッタ等に搭載し、蒸着薄膜をin situで高速測定評価

マルチスペクトルエリプソメーターのin situ測定事例

● in situでリアルタイム計測を実現
● エピタキシャル成長、堆積膜の膜厚定量
● 10m秒の高速でリアルタイム計測
● 蒸着率と薄膜の光学定数を計測

ALDやスパッタなど、様々な真空蒸着装置に取り付け、サンプル上の成膜過程をリアルタイムに計測可能です。エピタキシャル成長膜だけではなく、従来のRHEED(反射高速電子回折)では困難だった堆積膜の膜厚を定量可能です。その測定スピードは最速10m秒で膜厚変化を計測可能です。上の画像は、スパッタ装置に取り付けた事例です。
マルチスペクトル・エリプソメーターはコンフラット真空フランジに接続可能で、真空蒸着装置に接続することができます。真空を破らず、膜厚計測だけではなく蒸着率と薄膜の光学定数(n/k値)を特定することができます。またFS-APIインターフェース(LabVIEW™ 互換性あり)で外部ソフトウェア制御ができます。

”新技術” 「Fast Mode」
最速1.7ミリ秒の超高速ダイナミックエリプソメトリー測定!

従来のエリプソメーターも10ミリ秒での高速測定が可能でしたが、新機能の「Fast Mode」により、測定波長数を減らし、最短3.2ミリ秒/波長数(暗部補正なしにすると1.7ミリ秒/波長数)での超高速測定を実現しました。in situ測定で、さらにリアルタイムな測定を可能にします。
(第3世代以降のマルチスペクトル・エリプソメーターが対応します)

Fast-Mode表

“新製品” in situ測定用自動アライメントアダプターシステム

in situ測定時のビームセンタリングが10秒で完了

in situ測定時のビームアライメントは、大型のプロセスチャンバーやサンプルに反射光を「見る」ための光学アクセスが限られるチャンバーでは、難しい場合がありました。
新製品のin situ測定用自動アライメントシステムはビームの位置が決まるまでステージを自動で傾斜して探索します。

・10秒で光学経路調整と校正を自動で実行
・最大±4.5°で傾斜調整を実現

AutoAlign

原子一層の膜厚を高精度に測定

ALDに搭載し、原子一層の膜厚を高精度測定

In situエリプソメトリー計測:
ALD原子層堆積でのアルミナ膜の膜厚測定

原子層堆積装置(ALD)は、化学反応による成膜方法で、原子一層の成膜を行う装置です。 原子一層レベル(nmもしくはÅ領域)での成膜コントロールができます。

マルチスペクトル・エリプソメーターでは高い膜厚精度で、成膜過程をin situでリアルタイムに高精度計測することができます。

FS-1 ALD搭載事例

<ALD搭載事例>
Kurt J. Lesker社(モデルALD 150LX)、 Lam Research社、 Picosun社、 Beneq社、 Ultratech社、 その他、カスタムALDチャンバー

簡単測定&Model Builder自動解析搭載

簡単操作で様々なサンプル測定が可能
通常は3つのモードで簡単に膜厚測定から解析・解析結果の検証ができます。
解析モードでは、エリプソメトリックデータの解析結果を可視化と数値化しますので簡単に解析評価が可能です。 また、光学データにより、解析結果の検証が可能になります。

様々なサンプル解析を
FilmSenseのソフトウェアには、様々な素材の光学定数ライブラリがインストールされています。Cauchy、Tauc- Lorentz、Drudeモデルなどの誘電関数モデルも搭載されており、サンプルの光学特性に応じた解析が可能です。また、Bruggemanの有効媒質近似(EMA)を用いた、表面ラフネスや混合層の解析も可能で様々なサンプルを高精度に膜厚評価ができます。

”新機能” 自動モデル構築機能「Model Builder」

サンプル材質と積層情報を入力すると解析パラメーターを瞬時に提案

Model Builderを使用することで、各パラメータをAIが自動的に解析し、最適フィットモデルを表示します。最適フィットモデルをベースに、今まで通り独自にパラメータを調整することもできます。
複雑な作業を高速で完了できますので、ぜひご活用ください。

ルーチーンはワンクリック測定

簡単な計測が可能です

シングル測定モードでは、サンプルセットした後、ワンクリックするだけで簡単にサンプルを測定できます。

簡単に解析モデルを作成可能

解析もワンクリックで実現

解析モデルモードでは、エリプソメトリック測定データを解析して視覚化するための強力な機能が提供されます。

光学モデルバリデータ搭載

モデルバリデーターで解析精度
の確認が可能

光学モデル検証ツールは、すべてのモデル適合パラメータが指定された範囲に一意に収束することを検証します。

解析モデルの特長

・標準解析、in situ マルチレイヤー、マルチサンプル、軌跡(ΔとΨの変化)、および表面近傍データ解析モード

・最大 10 のモデル レイヤー、オプションの表面粗さ、および基板裏面反射補正

・パラメーターの範囲と開始増分により、パラメーターの収束の適合性が向上します。

・混合マテリアルおよびグレーデッド インデックス レイヤーに対するBruggeman有効媒体近似法。

・Cauchy、Sellmeier、Lorentz、Drude、Tauc-Lorentz、および Multi-Osc 分散モデル。

・温度または組成に依存する光学定数ライブラリ ファイル。

・偏光解消または透過強度データを多波長データ解析と組み合わせることができます。

・単一の測定または動的データをシミュレートし、Fit Diff とパラメーター値をプロットします。

・適合パラメーターの 90% 信頼限界と相関行列を表示し、パラメーターの精度を推定します。

測定と結果
単一測定画面では、ボタンをクリックするだけで
日常的なサンプル測定が簡単に行えます。
推奨モデル
分析モデル画面には、Film Sense エリプソメトリック データを分析および視覚化するための強力な機能が用意されています。
モデルのバリデーション
モデル検証機能は、すべてのモデル フィットパラメーターが指定された範囲内で一意に収束することを検証します。

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