金属薄膜厚度测量

Filmetrics 公司提供了几种金属厚度测量的解决方案:

轮廓仪

轮廓仪是一常见且易於应用來测量金属膜厚度的方法.只需要在金屬鍍膜區域形成一個未鍍膜的區域來決定台階高度,于是金属厚度得以測量. 使用轮廓仪並不需要對所测量的材料了解太多细节,最大可测厚度仅受所使用之轮廓儀的最大可测厚度限制. 台阶高度准确性取决于轮廓仪的垂直分辨率. 以 Filmetrics Profilm3D 来说, 8 µm台阶高度准确性为0.7% – 也就是56纳米!

光谱透射仪(ST)

对于非常薄的薄膜, 光谱透射率 (ST) 的测量是另一种成本更低用来测量厚度的替代方法. 对于这种测量,Filmetrics提供了 aRTie 以及 F2-T 仅需光学轮廓仪Profilm3D价格的一半. 对于光谱透射率, 最大可测厚度很大程度地取决于待测金属种类(见下表). 然而,这种方法也有一些限制。一个最大限制是基底材料必须是透明的. 另一个限制则是必须知道该待测该材料的光学常数以获得准确的结果. 但也不是绝对,因为Filmetrics公司提供的仪器已包含了大量材料数据库. 如果,另一方面,该待测材料的性質未知或會經常性的改變(例如涂覆工艺参数會偶尔改变), 那么单靠光谱透射率(ST)测量的准确性就可能不够,在这种情况下以下的方法可能更为适合.

结合光谱透射率和光谱反射率(ST/SR)

如果待测材料的光学性质是未知的或会经常性的改变,, 同时结合垂直角反射透射率和70度反射率测量可在同一步驟同時测量膜厚和光学常数. 在这种情况下,可测量厚度范围會和單獨使用光谱透射率相同. 如此可选择Filmetrics的F10-RTA系列,其售价约等同于我们的 Profilm3D 3D光学轮廓仪.

3种測量方法的适用性及优点摘要:

轮廓仪 ST ST/SR
适合的设备 Profilm3D aRTie or F2-T F10-RTA
厚度范围 50nm-10mm 详见下表 联系我们
需要知道被测材料的光学特性?
基板必须是透明的?

使用光谱透射率之最大可测厚度實例:

金属 使用分光透过率测量之最大可测厚度 最大透過率大約波長位置
Ag (银) 360nm 320nm
Al (铝) 53nm 900nm
Au (金) 200nm 500nm
Cu (铜) 135nm 575nm
Nb (铌) 135nm 750nm
Ti (钛) 260nm 1700nm
W (钨) 133nm 1500nm

测量范例

这是一个测量玻璃基板上铝薄膜的特殊应用。我们的F10-RTA系统结合垂直角反射透射率和70度反射率,解决了厚度和光学常数的测量问题。通过“无模式”系统,我们能计算金属膜厚度和光学常数。

测量设定:

使用程式:

测量结果: