Назначение
Установка для контроля толщины диэлектрических и полупроводниковых слоев Opti Probe 7341 XP (далее по тексту - установка) предназначена для автоматизированного измерений толщин полупрозрачных пленок (полупроводниковые, диэлектрические, электрооптические, SOI или SOS материалы; оптические антиотражающие покрытия; тонкие металлы; материалы планарных волноводов; стекло с покрытием) на пластинах диаметром 200 мм.
Описание
Принцип действия установки основан на реализации нескольких оптических методов измерений толщины диэлектрических и полупроводниковых слоев:
BPR- Beam Profile Reflectometry. В этом методе проводят измерения толщин при помощи определения интенсивности света, отраженного от пластины с пленкой, как функцию от угла падения света на пластину и от длины волны света. Для освещения пластины используется микрообъектив, который формирует конус лучей, зондирующих пластину с пленкой под различными углами в широком диапазоне, более 60°. Размер области зондирования варьируется от 10*10 до 50*50 мкм2.
BPE- Beam Profile Ellipsometry. В этом методе проводят измерения толщин при помощи определения отношения амплитуд для р- и ^-компонент поляризованного света, отраженного от пластины с пленкой, как функцию от угла падения света на пластину. Также как в методе BRP для освещения пластины используется микрообъектив, который формирует конус лучей, зондирующих пластину с пленкой под различными углами.
VAS- Visible Array Spectrometry. В этом методе проводят измерения толщин при помощи определения интенсивности света, отраженного от пластины с пленкой, как функцию длины волны света в видимом диапазоне длин волн (от 400 до 780 нм). Из -за интерференции света, возникающей при многократном отражении света от пластины и пленки, интенсивность отраженного света будет зависеть от его длины волны и от толщины пленки. Используется для измерений толщин толстых пленок и пленок с большим коэффициентом преломления. Он также используется совместно с BPR, как вспомогательный метод. Для проведения измерений толщины используется микрообъектив для уменьшения области зондирования пластины.
BB- Broadband Spectrometry. В этом методе проводят измерения толщин при помощи определения интенсивности света, отраженного от пластины с пленкой, как функцию длины волны света в широком диапазоне длин волн от 190 до 780 нм. Также как в методе VAS из -за интерференции света, возникающей при многократном отражении света от пластины и пленки, интенсивность отраженного света будет зависеть от его длины волны и от толщины пленки. Для проведения измерений толщины используется микрообъектив для уменьшения области зондирования пластины.
SE- Spectroscopic Ellipsometry. В этом методе проводят измерения толщин при помощи определения отношения амплитуд для р- и s-компонент поляризованного света, отраженного от пластины с пленкой, для излучения разной длины волны из диапазона от 190 до 840 нм. Для уменьшения области зондирования до 50*50 мкм2 используются микрообъективы в осветительном и приемном плечах прибора;
AE- Absolute Ellipsometry. В этом методе проводят измерения толщин при помощи определения отношения амплитуд для р- и s-компонент поляризованного света, отраженного от пластины с пленкой, но на одной длине волны He-Ne лазера 632,8 нм. Угол падения света на образец составляет 65°. Для уменьшения области зондирования до 50*50 мкм2 используется микрообъективы в осветительном и приемном плечах прибора. Используется для измерения толщины тонких слоев, вплоть до толщин естественного окисла.
Установка состоит из измерительного модуля и SMIF-загрузчика для автоматического размещения измеряемых образцов пленок в измерительном модуле, микрообъективов.
Для предотвращения несанкционированного вмешательства в конструкцию изделия, установка пломбируется.
Общий вид, схема маркировки и схема пломбирования от несанкционированного доступа установки представлены на рисунках 1 и 2.
На установке имеется шильдик с указанием наименования прибора, страны изготовителя, заводского номера и года выпуска прибора. Шильдик находится на задней части установки. Знак утверждения типа наносится на корпус прибора методом наклеивания.
а)
| f----- ! щт ! В 1 | тшшш |
| V-ч |
| | |(JT <J| |
б)
Рисунок 2 - а) общий вид, схема пломбирования от несанкционированного доступа
б) вид сверху, схема маркировки
Программное обеспечение
Управление процессом измерения в установке осуществляется с помощью специального программного обеспечения TFMS-XP. Программное обеспечение служит для настройки установки, проведения измерений, анализа и обработки полученных данных.
ПО имеет пользовательский интерфейс, ввод данных производится с помощью клавиатуры и мыши на стойке установки.
Программное обеспечение (ПО) имеет следующие идентификационные данные: Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | TFMS-XP |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже V3.2R1 SR-2 HF20 |
| Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | - |
Программное обеспечение устанавливается в определенную директорию жесткого диска персонального компьютера. Несанкционированный доступ к программному обеспечению исключён посредством ограничения прав учетной записи пользователя, а также наличием пароля.
Установка обновленных версий ПО допускается только представителями предприятия
- изготовителя с помощью специального оборудования.
Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений толщины, нм | от 20 до 800 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений толщины, нм: - в диапазоне от 20 до 300 включ. нм; - в диапазоне св. 300 до 800 включ. нм. | ±2 ±3 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон показаний толщины, нм | от 1 до 5000 |
| Спектральный диапазон длин волн, нм | от 190 до 840 |
| Пределы допускаемой случайной составляющей погрешности показаний толщины (Р=0,99) для однородных слоев на Si, нм: - в диапазоне от 1 до 10 нм включ. - в диапазоне св. 10 до 50 нм включ. - в диапазоне св. 50 до 500 нм включ. | 0,02 0,03 0,05 |
| Параметры электрической сети: - напряжение, В - частота, Г ц | 220±10 50±5 |
| Мощность, В-А | 4900 |
| Г абаритные размеры, мм, не более | 1420*1670*1790 |
| Масса, кг, не более | 1240 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, %, не более - атмосферное давление, кПа | от +18 до +24 от 30 до 70 от 96 до 104 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист Руководства по эксплуатации и на корпус прибора методом наклеивания.
Таблица 4
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| Установка контроля толщины | заводской номер 734224 | |
| диэлектрических и полупроводниковых слоев Opti Probe 7341 XP | 1 шт. |
| Кремниевые пластины диаметром 200 мм с | | |
| SiO2 толщиной пленки, нм: | | |
| - 20; | - | 1 шт. |
| - 300; | | 1 шт. |
| - 800. | | 1 шт. |
| SMIF-контейнер М200 - Е011 | - | 1 шт. |
| Кассета КА198 - 80МВ - 47С02 | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в руководстве по эксплуатации «Установка контроля толщины диэлектрических и полупроводниковых слоев Opti-Probe 7341 XP» п. 7
Нормативные документы, устанавливающие требования к установке для контроля толщины диэлектрических и полупроводниковых слоев Opti Probe 7341 XP
Локальная поверочная схема средств измерений толщины покрытий в диапазоне значений от 1 до 1000 нм, утвержденная ФГУП «ВНИИОФИ» 08.08.2019
83973-21: Методика поверкиСкачать10.5 Мб