薄膜中膜厚检测方案(紫外分光光度)

ApplicationNo.A614News岛津SHIMADZUhttp：//www.shimadzu.com.cn用户服务热线电话： 800-810-0439第一版发行日：2020年2月400-650-0439 ApplicationNews 光吸收分析 No.A614 使用 LabSolutionsTM UV-Vis 测定膜厚-使用干涉条纹法计算膜厚- 有多种测定方法和装置可以测定膜厚，使用紫外可见分光光度计可以在不接触、不破坏样品的情况下简单地进行测定。本次对使用紫外可见分光光度计可以测试的紫外可见波长范围的膜厚进行了研究 H.Abo 膜厚的计算 使用分光光度计测定固定厚度的膜厚时，膜的正面和背面反射的光相互干涉，从而产生波浪形的干涉光谱。根据该干涉光谱可以计算膜厚。紫外/可见分光光度计控制软件LabSolutionsTM UV-Vis 的膜厚计算软件(可选)提供了一种用于根据干涉条纹峰波长(或者谷波长)计算膜厚的方法(干涉间隔法)。 通过干涉条纹法峰波长(或者谷波长)计算膜厚的公式如图1所示。如公式所示，计算膜厚需要膜的折射率。根据干涉光谱的波长范围内的峰和谷的数量计算求得膜厚。 n：膜的折射率，0：入射到样品的入射角 d：膜的厚度，Am：计算波长范围之间的峰的数量入：长波长处峰/谷波长 入：短波长处峰/谷波长 图1干涉条纹法膜厚计算公式 膜厚测定 使用图2的紫外可见分光光度计UV-1900i、镜面反射测定装置(入射角5°)、膜厚计算软件进行了膜厚的测定。测定条件如表1所示。 图3表示进行膜厚计算的软件设定画面。作为评价功能之一，可以计算膜厚。 图2UV-1900i 表1测定条件 使用装置 UV-1900i 使用软件 LabSolutions UV-Vis 测量波长范围 190~900nm 扫描速度 中速 采样间隔 0.5 nm 狭缝宽度 ： 1nm(固定) 图3膜厚计算软件设定画面 可以测定的较薄的膜厚 首先，为了确认较薄的膜可以测定到怎样的程度，进行了厚度不同的硅晶片上的光致抗蚀剂膜的测定。准备了约3.0 um、1.1 um、0.4 um 三种厚度的膜。 通过测定得到的光谱图如图4~6所示。随着膜的厚度变薄，波(干涉条纹)的数量减少。可知图6所示的0.4 um的膜的波数为3。基于此，可以认为膜厚可以测定的限制为0.4 um左右。从理论上讲，峰和谷可以一个一个计算，但无法确认该峰和谷是否是由于干扰引起的，因此建议使用多个波进行计算。图7示出了抗蚀剂膜的膜厚计算结果。另外，在进行该抗蚀剂膜的计算时，将折射率设定为1.65进行了计算。 图43.0 um 的抗蚀剂膜的光谱 波長(nm) 图51.1 um 的抗蚀剂膜的光谱 图 6 0.4 um的抗蚀剂膜的光谱 評価于一万儿| 图7膜厚计算结果 可以测定的较厚的膜厚 接着讨论了可以测定多厚的样品。准备了约10 um、40 um、100 um 三种厚度的膜。通过定定得到的光谱图如图8~10所示。随着膜的厚度变厚，波(干涉条纹)的数量增加。 图8 10um的薄膜的光谱 图940um的薄膜的光谱 图10 100um 的薄膜的光谱 图11显示了薄膜的膜厚计算结果。计算值显示到40 um，在100 um时，显示错误“E28”。采样间隔较宽，波(干涉条纹)间隔即使很窄也无法检测到峰值。 因此，将采样间距设定为 0.1nm， 再次测定光谱并进行了计算。计算结果如图12所示。得到了110 um 的结果。 图11膜厚计算结果 图12膜厚计算结果(采样间距0.1 nm) 总结 本次，使用 LabSolutions UV-Vis 软件的膜厚计算测定了不同厚度的膜厚，条件是有干涉条纹出现，使用紫外可见分光光度计进行膜厚测定时，可以测定约0.4 um至100 um 的膜厚。需要注意的是，如果膜厚较厚，采样间隔不足够小的话膜厚就可能无法计算。 LabSolutions 为岛津制作所株式会社在日本及其他国家的商标。 岛津应用云 岛津企业管理(中国)有限公司岛津(香港)有限公司 ( *本资料未经许可不得擅自修改、转载、销售； ) ( *本资料中的所有信息仅供参考，不予任何保证。 ) ( 如有变动，恕不另行通知。 ) 有多种测定方法和装置可以测定膜厚，使用紫外可见分光光度计可以在不接触、不破坏的情况下简单地进行测定。本次对使用紫外可见分光光度计可以测试的紫外可见波长范围的膜厚进行了研究。本次，使用LabSolutions UV-Vis软件的膜厚计算测定了不同厚度的膜厚，条件是有干涉条纹出现，使用紫外可见分光光度计进行膜厚测定时，可以测定约0.4μm至100μm的膜厚。