Установка для контроля толщины диэлектрических и полупроводниковых слоев Opti Probe 7341 XP

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 s-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 5-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 p- и 5-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.

Рисунок 1 - Общий вид установки

Места пломбирования

а)

MACHINE SPECIFIC ADON

К1И1ГП

ЛУ.!М'Г

nrj>U<B

К4ЙУД

|mg7

EMI  ИТЕ

rimm   втптп

- Место нанесения заводского номера

Место нанесения знака утверждения типа

llllllll

inTiTj

llllllll

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

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

Таблица 3 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится типографским способом на титульный лист Руководства по эксплуатации и на корпус прибора методом наклеивания.

Комплектность

Таблица 4

Сведения о методах измерений

приведены в руководстве по эксплуатации «Установка контроля толщины диэлектрических и

полупроводниковых слоев Opti-Probe 7341 XP» п. 7

Нормативные документы

Локальная поверочная схема средств измерений толщины покрытий в диапазоне

значений от 1 до 1000 нм, утвержденная ФГУП «ВНИИОФИ» 08.08.2019