Optical coating thickness measurement using spectral reflectance instrument

Spektrales Schichtdickenmessgerät

TFT-1000 Berührungslose, zerstörungsfreie Schichtdickenmessung mit Ein-Klick-Bedienung.

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Das TFT-1000 ist ein berührungsloses Tischgerät zur Messung der Dünnschichtdicke, das mittels spektraler Reflektometrie die Schichtdicke, den Brechungsindex (n), das Reflexionsvermögen und die Durchlässigkeit misst. Konfigurierbare optische Module ermöglichen Messungen im Bereich von ca. 1 nm bis 1800 µm und liefern dabei schnelle, genaue und wiederholbare Ergebnisse mit einem einfachen Ein-Klick-Workflow. Das TFT-1000 wurde für Forschung, Prozessentwicklung und Fertigung konzipiert und kombiniert flexible Hardwarekonfigurationen mit intuitiver Software, um ein breites Spektrum transparenter und halbtransparenter Dünnschichten zu charakterisieren.

HAUPTMERKMALE

UV-, sichtbares Licht- und NIR-Konfigurationen

Das TFT-1000 ist mit vier optimierten Spektralbereichen erhältlich: 300–1100 nm (Standard), 190–1100 nm (UV-erweitert), 900–1750 nm (Nahinfrarot) und 1000–2500 nm (erweitertes Nahinfrarot). Der ideale Wellenlängenbereich hängt vom Beschichtungsmaterial, der Schichtdicke und dem Substrat ab. Für spezielle Anwendungen im Bereich der Dünnschichtmessung sind zudem kundenspezifische Spektralkonfigurationen erhältlich.

Bibliothek mit über 500 Titeln, die im Lieferumfang jedes Systems enthalten ist

Die Materialbibliothek mit über 500 Einträgen umfasst Oxide, Nitride, Fotolacke, Polymere, Halbleiter, Hartbeschichtungen, dünne Metallschichten, Materialien für Solarzellenstapel (aSi, TCO, CIGS, CdS, CdTe), LCD- und Displayfolien (ITO, Zellabstände, Polyamide), optische Beschichtungen (dielektrische Filter, Antireflexbeschichtungen, Hartbeschichtungen) sowie OLED-Stapel. Der dynamische Messmodus erfasst kontinuierlich Spektraldaten, während sich die Probe in Bewegung befindet, und ermöglicht so die Erstellung von Karten zur Beschichtungsgleichmäßigkeit auf großen Substraten.

Spotgröße bis auf wenige µm

Das TFT-1000 bietet je nach Objektiv Spotgrößen von 4 µm bis 2 mm. Mit extrem kleinen Spots lassen sich strukturierte Wafer und mikroskopisch kleine Strukturen präzise vermessen, während größere Spots breitere Bereiche mitteln, um eine gleichmäßige Beschichtung, Prozesskontrolle und Qualitätssicherung zu gewährleisten. Austauschbare Optiken sorgen für maximale Flexibilität bei Forschungs- und industriellen Dünnschichtanwendungen.

Hohe Präzision und Stabilität

Das TFT-1000 kombiniert Lichtquellen der nächsten Generation mit hochauflösenden Spektrometern und bietet dadurch außergewöhnliche Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Langzeitstabilität. Es wurde für die Prozesssteuerung bei Dünnschichtverfahren, die Überprüfung der Beschichtungsqualität und die Inline-Überwachung der Abscheidung entwickelt und ermöglicht zuverlässige, berührungslose Dickenmessungen für Forschung, Produktion und industrielle Qualitätssicherung.

Einfache Bedienung mit Analysesoftware der neuesten Generation

Jedes TFT-1000-Gerät wird mit dem vollständigen Analysepaket ausgeliefert: Messung mit einem Klick, Spektralanpassung in Echtzeit, optische Mehrschichtmodellierung und automatisierte Berichterstellung. Dicke, Brechungsindex, Reflexionsgrad und Transmissionsgrad werden aus einer einzigen Messung ermittelt – ohne Software-Stufen und ohne Zusatzlizenzen. Der Anwender kann das Gerät bereits nach einer Einweisung von weniger als 5 Minuten bedienen.

Mehr dazu

Thin film metrology for semiconductor and microelectronics manufacturing

Anwendungen

Messen Sie die Dicke, den Brechungsindex, den Reflexionsgrad und den Transmissionsgrad von:

  • Ein- oder mehrschichtig
  • Transparente, durchscheinende oder leicht lichtabsorbierende Folien
  • Halbleiter – Fotolack, Dielektrika usw.
  • Optische Beschichtungen
  • AR-/VR-Geräte
  • Medizin – Parylene, Medizinprodukte, Katheter

Wie funktioniert die Messung der Schichtdicke mittels spektraler Reflexionsmessung?

Die spektrale Reflexion ist ein schnelles, berührungsloses optisches Verfahren zur Messung der Dicke transparenter und halbtransparenter Dünnschichten mit Nanometergenauigkeit. Es findet breite Anwendung in der Halbleiterfertigung, bei MEMS, in der Optik, der Photovoltaik, der Mikroelektronik sowie in der Forschung zu fortschrittlichen Werkstoffen, da es hochpräzise Messungen ermöglicht, ohne die Probe zu beschädigen.

Während der Messung wird eine breitbandige Weißlichtquelle durch eine präzise optische Sonde auf die beschichtete Oberfläche gerichtet. Ein Teil des Lichts wird an der Grenzfläche zwischen Luft und Schicht reflektiert, während ein anderer Teil die Beschichtung durchdringt und an der Grenzfläche zwischen Schicht und Substrat reflektiert wird. Wenn diese reflektierten Strahlen wieder zusammenlaufen, erzeugen sie konstruktive und destruktive Interferenzen, die ein einzigartiges spektrales Interferenzmuster hervorbringen.

Das Spektrometer erfasst das reflektierte Spektrum über Hunderte von Wellenlängen hinweg in nur wenigen Millisekunden. Eine fortschrittliche Software zur optischen Modellierung vergleicht das gemessene Spektrum mit theoretischen Modellen, die auf den optischen Eigenschaften des Films und des Substrats basieren. Der Abstand und die Form der Interferenzstreifen geben Aufschluss über die optische Dicke der Schicht (Brechungsindex × physikalische Dicke, n × d). Ist der Brechungsindex bekannt – oder wird er gleichzeitig durch Kurvenanpassung ermittelt –, berechnet die Software die physikalische Schichtdicke präzise.

Im Gegensatz zu kontaktbasierten Verfahren erfordert die spektrale Reflexionsmessung keine Probenvorbereitung und verursacht keine Oberflächenbeschädigungen. Die Messungen erfolgen in Echtzeit mit einem einzigen Klick, wodurch sich das Verfahren sowohl für die Laborforschung als auch für die Qualitätskontrolle in der Hochdurchsatzproduktion ideal eignet. Moderne Systeme können Schichten mit einer Dicke von nur wenigen Nanometern bis zu mehreren hundert Mikrometern messen, je nach Material und optischen Eigenschaften.

Dank automatisierter Tischsteuerung, Kartierungsfunktionen und leistungsstarker Analysesoftware ermöglicht die Spektralreflektanz eine schnelle Dickenmessung an Wafern, Glasplatten, optischen Komponenten und beschichteten Bauteilen und liefert Herstellern und Forschern zuverlässige Daten zur Optimierung von Abscheidungsprozessen, zur Verbesserung der Produktqualität und zur Steigerung der Produktionsausbeute.

Wellenlänge300–1100 nm (Standard) 190–1100 nm (UV-verstärkt) 900–1750 nm (Nahinfrarot) 1000–2500 nm (erweitertes Nahinfrarot). Individuelle Wellenlängenkonfigurationen sind verfügbar
Präzisionnm-Bereich
Materialbibliothek500+

Häufig gestellte Fragen

Ein Dünnschicht-Dickenmessgerät ist ein berührungsloses optisches Messgerät, das die Schichtdicke durch Analyse des von einer beschichteten Oberfläche reflektierten Lichts misst. Ein spektrales Reflektanz-Schichtdickenmessgerät wie das TFT-1000 ermittelt die Schichtdicke, den Brechungsindex, das Reflexionsvermögen und die Durchlässigkeit anhand des Interferenzmusters zwischen dem an der Schichtoberfläche und an der Grenzfläche zwischen Schicht und Substrat reflektierten Licht. Die Messung dauert nur wenige Sekunden und erfordert keine Probenvorbereitung.
Das TFT-1000 misst Schichtdicken von 1 nm bis 1.800 µm sowie den Brechungsindex, den Reflexionsgrad und den Transmissionsgrad. Es eignet sich für Einzelschichten und Mehrschichtstapel auf transparenten, transluzenten und leicht absorbierenden Schichten – darunter Fotolacke, Dielektrika, optische Beschichtungen, ITO, Parylen sowie Materialien für Solar- oder OLED-Stapel, die zu den über 500 Einträgen in seiner Bibliothek gehören.
Halbleiter-Prozessingenieure, Hersteller optischer Beschichtungen, Entwickler von Displays und AR/VR-Anwendungen, Hersteller von Solarzellen sowie Hersteller medizinischer Geräte nutzen das TFT-1000 zur Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle und Forschung und Entwicklung. Dank seiner berührungslosen Funktionsweise und des Ein-Klick-Workflows eignet es sich sowohl für die Inline-Produktionsüberwachung als auch für Laboranalysen.
Ja. Das TFT-1000 lässt sich so konfigurieren, dass es mehrschichtige Folienstapel misst, indem das gemessene Reflexionsspektrum an ein optisches Mehrschichtmodell angepasst wird. Dies wird bei Solarzellenstapeln, OLED-Schichten und komplexen optischen Beschichtungen eingesetzt, bei denen mehrere Schichten gleichzeitig charakterisiert werden müssen.
Die minimal messbare Dicke hängt von der Modellkonfiguration ab. Das UV-Vis-Modell (Wellenlängenbereich 200–1000 nm) misst Schichten mit einer Dicke von nur 1 nm. Das Modell für den sichtbaren Bereich misst ab 10 nm, was für die meisten Hartbeschichtungen, optischen Schichten und Halbleiterdielektrika ausreichend ist. Für ultradünne Gate-Oxide und Einschichtfilme ist das UV-Vis-Modell geeignet.
Nein. Der TFT-1000 ist ein berührungsloses Messgerät, das die Oberfläche der Probe im Lieferzustand misst, ohne dass eine Reinigung, Ätzung oder Strukturierung erforderlich ist. Die einzige Voraussetzung ist, dass die Beschichtung und das Substrat einen ausreichenden optischen Kontrast für die spektrale Reflexionsmessung aufweisen, was bei der überwiegenden Mehrheit der Beschichtungs-Substrat-Kombinationen der Fall ist.
Die Spotgröße hängt von der verwendeten Objektivlinse ab und reicht von 4 µm (Objektive mit hoher Vergrößerung) bis zu 200 µm bzw. 2 mm (Konfigurationen mit geringer Vergrößerung). Kleinere Spotgrößen werden für strukturierte Substrate und kleine Strukturen verwendet; größere Spots ermöglichen eine Mittelwertbildung über einen größeren Bereich hinweg für Gleichmäßigkeitsmessungen.
Ja. Neben der Schichtdicke misst das TFT-1000 anhand derselben spektralen Reflexionsmessung auch den Brechungsindex, den Reflexionsgrad und den Transmissionsgrad.
Die Messung erfolgt in Echtzeit mit nur einem Mausklick. Die Spektralerfassung und die Modellanpassung sind innerhalb von Sekunden abgeschlossen, und im dynamischen Modus erfolgt eine kontinuierliche Messung, während sich die Probe bewegt.
Die enthaltene Bibliothek umfasst mehr als 500 Materialien: Oxide, Nitride, Fotolacke, Polymere, Halbleiter, Hartbeschichtungen, dünne Metallschichten, Materialien für Solarstrukturen (aSi, TCO, CIGS, CdS, CdTe), Displayfolien (ITO, Polyamide), optische Beschichtungen und OLED-Stacks.
Ja. Transparente, transluzente und leicht absorbierende Folien stellen den Kernanwendungsbereich der spektralen Reflexions-Foliendickenmessung dar, und zwar auf Substraten, die von Silizium über Glas bis hin zu Polymeren reichen.

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