Appareil de mesure spectrale de l'épaisseur des films

TFT-1000 Mesure sans contact et non destructive de l'épaisseur d'un film, réalisable d'un simple clic.

Le TFT-1000 est un système de mesure d’épaisseur de couches minces sans contact, destiné à une utilisation sur paillasse, qui utilise la réflectométrie spectrale pour mesurer l’épaisseur des couches, l’indice de réfraction (n), la réflectance et la transmittance. Des modules optiques configurables permettent d’effectuer des mesures comprises entre environ 1 nm et 1 800 µm, tout en fournissant des résultats rapides, précis et reproductibles grâce à un flux de travail simple, en un seul clic. Conçu pour la recherche, le développement de procédés et la fabrication, le TFT-1000 associe des configurations matérielles flexibles à un logiciel intuitif pour caractériser une large gamme de films minces transparents et semi-transparents.

CARACTÉRISTIQUES PRINCIPALES

Configurations UV, visible et NIR

Le TFT-1000 est disponible avec quatre plages spectrales optimisées : 300–1 100 nm (standard), 190–1 100 nm (UV renforcé), 900–1 750 nm (proche infrarouge) et 1 000–2 500 nm (proche infrarouge étendu). La plage de longueurs d’onde idéale dépend du matériau de revêtement, de son épaisseur et du substrat. Des configurations spectrales personnalisées sont également disponibles pour répondre aux besoins spécifiques des applications de mesure de couches minces.

Une bibliothèque comprenant plus de 500 ressources, fournie avec chaque système

La bibliothèque de plus de 500 matériaux comprend des oxydes, des nitrures, des photorésines, des polymères, des semi-conducteurs, des revêtements durs, des films métalliques minces, des matériaux pour empilements de cellules solaires (aSi, TCO, CIGS, CdS, CdTe), des films pour écrans LCD et d'affichage (ITO, espaces intercellulaires, polyamides), des revêtements optiques (filtres diélectriques, traitements antireflets, revêtements durs) et des empilements OLED. Le mode de mesure dynamique permet d'acquérir des données spectrales en continu pendant que l'échantillon est en mouvement, ce qui permet d'établir des cartes d'uniformité de revêtement sur de grands substrats.

Taille du spot pouvant descendre jusqu'à quelques µm

Le TFT-1000 offre des tailles de spot comprises entre 4 µm et 2 mm, en fonction de l'objectif utilisé. Les spots ultra-petits permettent de mesurer avec précision les plaquettes structurées et les caractéristiques microscopiques, tandis que les spots plus grands permettent de calculer la moyenne sur des zones plus étendues, ce qui est utile pour garantir l'uniformité du revêtement, le contrôle des processus et l'assurance qualité. Les optiques interchangeables optimisent la flexibilité pour les applications de recherche et industrielles dans le domaine des couches minces.

Haute précision et stabilité

Le TFT-1000 associe des sources lumineuses de nouvelle génération à des spectromètres haute résolution afin d'offrir une précision, une répétabilité et une stabilité à long terme exceptionnelles. Conçu pour le contrôle des procédés de dépôt de couches minces, la vérification de la qualité des revêtements et la surveillance en ligne des dépôts, il permet d'effectuer des mesures d'épaisseur fiables et sans contact dans les domaines de la recherche, de la production et de l'assurance qualité industrielle.

Facile à utiliser grâce à un logiciel d'analyse de dernière génération

Chaque TFT-1000 est livré avec une suite d'analyse complète : mesure en un clic, ajustement spectral en temps réel, modélisation optique multicouche et génération automatisée de rapports. L'épaisseur, l'indice de réfraction, la réflectance et la transmittance sont extraites à partir d'une seule acquisition — sans niveaux de logiciel ni licences supplémentaires. L'utilisateur peut utiliser l'appareil après une formation de moins de 5 minutes au logiciel.

En savoir plus sur

Thin film metrology for semiconductor and microelectronics manufacturing

Applications

Mesurer l’épaisseur, l’indice de réfraction, la réflectance et la transmittance des éléments suivants :

  • Une ou plusieurs couches
  • Films transparents, translucides ou légèrement absorbants
  • Semi-conducteurs — photorésines, diélectriques, etc.
  • Revêtements optiques
  • Appareils de réalité augmentée (RA) et de réalité virtuelle (RV)
  • Secteur médical – parylène, dispositifs médicaux, cathéters

Comment fonctionne la mesure de l’épaisseur d’un film par réflectance spectrale ?

La réflectance spectrale est une technique optique rapide et sans contact utilisée pour mesurer l’épaisseur de films minces transparents et semi-transparents avec une précision de l’ordre du nanomètre. Elle est largement utilisée dans la fabrication de semi-conducteurs, les MEMS, l’optique, le photovoltaïque, la microélectronique et la recherche sur les matériaux avancés, car elle permet d’obtenir des mesures d’une grande précision sans endommager l’échantillon.

Au cours de la mesure, une source de lumière blanche à large bande est dirigée vers la surface revêtue à l’aide d’une sonde optique de précision. Une partie de la lumière se réfléchit à l’interface air-film, tandis qu’une autre partie traverse le revêtement et se réfléchit à l’interface film-substrat. Lorsque ces faisceaux réfléchis se recombinent, ils créent des interférences constructives et destructives qui produisent un motif d’interférence spectral unique.

Le spectromètre enregistre le spectre réfléchi sur des centaines de longueurs d’onde en quelques millisecondes seulement. Un logiciel de modélisation optique avancé compare le spectre mesuré à des modèles théoriques basés sur les propriétés optiques du film et du substrat. L’espacement et la forme des franges d’interférence révèlent l’épaisseur optique du film (indice de réfraction × épaisseur physique, n × d). Lorsque l’indice de réfraction est connu — ou déterminé simultanément par ajustement de courbe —, le logiciel calcule avec précision l’épaisseur physique du film.

Contrairement aux techniques par contact, la réflectance spectrale ne nécessite aucune préparation de l’échantillon et n’endommage pas la surface. Les mesures s’effectuent en temps réel d’un simple clic, ce qui rend cette technique idéale tant pour la recherche en laboratoire que pour le contrôle qualité en production à haut débit. Les systèmes modernes permettent de mesurer des films dont l’épaisseur varie de quelques nanomètres à plusieurs centaines de micromètres, en fonction du matériau et des propriétés optiques.

Grâce à un contrôle automatisé de la platine, à des fonctionnalités de cartographie et à un logiciel d’analyse performant, la réflectance spectrale permet de mesurer rapidement l’épaisseur des plaquettes, des panneaux de verre, des composants optiques et des pièces revêtues, fournissant ainsi aux fabricants et aux chercheurs des données fiables pour optimiser les procédés de dépôt, améliorer la qualité des produits et augmenter le rendement de production.

Longueur d'onde300–1 100 nm (standard) 190–1 100 nm (UV renforcé) 900–1 750 nm (proche infrarouge) 1 000–2 500 nm (proche infrarouge étendu). Configurations de longueurs d'onde personnalisées disponibles
Précisionplage en nm
Bibliothèque de matériaux500+

Foire aux questions

Un appareil de mesure d'épaisseur de film mince est un instrument optique sans contact qui mesure l'épaisseur d'un revêtement en analysant la lumière réfléchie par une surface revêtue. Une sonde de mesure d'épaisseur de film par réflectance spectrale, telle que le TFT-1000, détermine l'épaisseur, l'indice de réfraction, la réflectance et la transmittance à partir du motif d'interférence entre la lumière réfléchie à la surface du film et celle réfléchie à l'interface film-substrat. La mesure ne prend que quelques secondes et ne nécessite aucune préparation de l'échantillon.
Le TFT-1000 mesure l'épaisseur des films de 1 nm à 1 800 µm, ainsi que l'indice de réfraction, la réflectance et la transmittance. Il prend en charge les couches simples et les empilements multicouches sur des films transparents, translucides et légèrement absorbants — photorésines, diélectriques, revêtements optiques, ITO, parylène et matériaux d'empilement pour cellules solaires ou OLED, parmi plus de 500 matériaux répertoriés dans sa bibliothèque.
Les ingénieurs en procédés semi-conducteurs, les fabricants de revêtements optiques, les développeurs d'écrans et de technologies de réalité augmentée (RA) et de réalité virtuelle (RV), les producteurs de cellules solaires et les fabricants de dispositifs médicaux utilisent le TFT-1000 pour mesurer l'épaisseur des films dans le cadre du contrôle qualité et de la recherche et développement. Son fonctionnement sans contact et son processus d'utilisation en un clic en font un outil pratique tant pour la surveillance en ligne de la production que pour les analyses en laboratoire.
Oui. Le TFT-1000 peut être configuré pour mesurer des empilements de films multicouches en ajustant le spectre de réflectance mesuré à un modèle optique multicouche. Cette fonction est utilisée pour les empilements de cellules solaires, les couches OLED et les revêtements optiques complexes, pour lesquels plusieurs couches doivent être caractérisées simultanément.
L'épaisseur minimale mesurable dépend de la configuration du modèle. Le modèle UV-visible (plage de longueurs d'onde de 200 à 1 000 nm) permet de mesurer des films d'une épaisseur aussi faible que 1 nm. Le modèle de la gamme du visible mesure à partir de 10 nm, ce qui est suffisant pour la plupart des revêtements durs, des films optiques et des diélectriques semi-conducteurs. Pour les oxydes de grille ultra-minces et les films monocouches, le modèle UV-visible est le plus adapté.
Non. Le TFT-1000 est une sonde sans contact qui mesure la surface de l'échantillon tel qu'il a été reçu, sans nettoyage, gravure ni structuration. La seule condition requise est que le revêtement et le substrat présentent un contraste optique suffisant pour la mesure de la réflectance spectrale, ce qui est le cas pour la grande majorité des combinaisons revêtement-substrat.
La taille du spot dépend de l'objectif utilisé et varie de 4 µm (objectifs à fort grossissement) à 200 µm, voire 2 mm (configurations à faible grossissement). Les spots de petite taille sont utilisés pour les substrats structurés et les éléments de petite taille ; les spots plus grands permettent d'effectuer une moyenne sur une zone plus étendue pour les mesures d'uniformité.
Oui. Outre l'épaisseur du film, le TFT-1000 mesure l'indice de réfraction, la réflectance et la transmittance à partir de la même acquisition de réflectance spectrale.
La mesure s'effectue en temps réel d'un simple clic. L'acquisition spectrale et l'ajustement du modèle s'effectuent en quelques secondes, et le mode dynamique effectue des mesures en continu pendant que l'échantillon se déplace.
La bibliothèque fournie couvre plus de 500 matériaux : oxydes, nitrures, photorésines, polymères, semi-conducteurs, revêtements durs, films métalliques minces, matériaux pour empilements solaires (aSi, TCO, CIGS, CdS, CdTe), des films d’affichage (ITO, polyamides), des revêtements optiques et des empilements OLED.
Oui. Les films transparents, translucides et légèrement absorbants constituent le principal domaine d'application de la mesure de l'épaisseur des films par réflectance spectrale, sur des substrats allant du silicium au verre en passant par les polymères.

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