Описание Рефлектометр RA-500

Спектральный рефлектометр RA-500 представляет собой автоматизированную измерительную систему для построения карт однородности покрытий и неразрушающего контроля толщины, показателя преломления (n) и коэффициента экстинкции (k) диэлектрических пленок. Прибор оптимизирован для работы с полупроводниковыми пластинами диаметром до 12 дюймов (300 мм) с поддержкой пластин меньшего диаметра для меньших форматов. Решение идеально подходит для задач оперативного картирования однородности покрытий на всей поверхности подложки в условиях серийного производства и НИОКР, где требуется высокая пропускная способность.

Внешний вид рефлектометра RA-500

Принцип работы

Измерение базируется на методе спектральной рефлектометрии вертикального падения. Широкополосный белый свет от галогенного источника направляется на поверхность образца через фокусирующую систему. Отраженный сигнал собирается строго вертикально (под углом 90°) с помощью интегрирующей сферы и передается по анти-УФ волокну на высокочувствительный спектрометр. Система регистрирует интенсивность отражения в спектральном диапазоне от 350 нм до 1050 нм. Встроенное программное обеспечение проводит регрессионный анализ полученного спектра, используя библиотеки оптических моделей, и вычисляет физические параметры пленки за десятки миллисекунд.

Особенности и преимущества

Ключевым преимуществом модели RA-500 является высокая скорость сканирования, достигающая 0.1 секунды на точку измерения, что позволяет строить детальные карты распределения толщины (Mapping) за минимальное время. Прецизионный столик с линейным и поворотным перемещением обеспечивает позиционирование с точностью до 0.0005 мм и вращением на 360 градусов, предусматривая вакуумную фиксацию образцов. Прибор оснащен обратно-подсвечиваемым CCD-детектором на 2048 элементов с микро-ТЕ охлаждением (до 30°C ниже температуры окружающей среды), что гарантирует отношение сигнал/шум на уровне 4800:1. В отличие от эллипсометров, анализирующих поляризацию под наклоном для слоев <30 нм, вертикальная рефлектометрия обеспечивает высокую скорость контроля пленок толщиной от 30 нм до 500 000 нм. Точность измерения толщины составляет 0.3 нм относительно калибровочного стандарта, а повторяемость достигает 0.1 Å для пленки SiO2 толщиной 100 нм.

Сравнение технологий: рефлектометрия и эллипсометрия

Для корректного выбора метода контроля важно учитывать физические различия в сборе данных. Спектральные рефлектометры измеряют интенсивность отраженного света (R) вертикально (под углом 90°) без анализа поляризации. Это обеспечивает высокую скорость измерений (до 0.1 с на точку) и простоту эксплуатации, оптимально подходя для контроля диэлектрических пленок толщиной от 30 нм до нескольких сотен микрон. Спектральные эллипсометры измеряют изменение поляризационного состояния света (параметры Ψ и Δ) под наклонным углом (40°–90°). Эллипсометрия обеспечивает более глубокий анализ сложных многослойных структур и сверхтонких пленок (менее 30 нм), но работает медленнее и требует более сложной юстировки. Для задач контроля толщины стандартных диэлектриков в производстве рефлектометры являются предпочтительным решением благодаря скорости и надежности.