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質問:
なぜJ. A. ウーラム社のエリプソメーターを購入するのか？ |
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答え:
J.A.ウーラム社は1987年に、数十年にわたるネブラスカ大学での
エリプソメトリー技術研究の商用化の要請に応えてリンカーン市で設立されました。
J.A.ウーラム社は、設立当初から分光エリプソメトリーの研究と開発を専門としていました。
私達は30以上の特許を持ちいくつかの技術の賞を受賞しました。J.A.ウーラム社の半数以上が
この技術の進歩の為に働く科学者やエンジニアです。全員が高いレベルの分光エリプソメトリーの
エキスパートという他にはない会社です。弊社のアプリケーションエンジニア達は想像出来うる全ての
アプリケーションを経験しました。これに優秀な生産ラインが組み合わされてJ.A.ウーラム社は
どのようなアプリケーションのお客様にも優れたサポートを提供いたします。弊社の解析ソフトウェアは、
複雑な解析も出来ますが工業用途などで求められる使い安さも合わせて持っています。
J.A,ウーラム社は、優秀な高いレベルのサポートと共に最良の製品を提供する為に努力しています。 |
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質問:
なぜ分光エリプソメトリーか？
なぜ単一波長のレーザーを使わないのか？
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答え:
エリプソメトリーの主な目的は薄膜の解析です。これを行うには物質の光学定数（ｎとｋ）を求める必要があります。
これらの値は光の波長とともに変化すので物質を記述する為には複数の波長が用いられます。レーザーは１つの波長
しか放射しないので分光測定をすることが出来ません。例えば半導体分野ではリソグラフィーに関心があり、
UV領域でのエリプソメトリー測定が要求されます。ディスプレイの分野では、可視域のスペクトルに関心があり、
また通信分野では近赤外域に関心があります。ウーラム社の分光エリプソメーターは、140nmから33μの
スペクトル領域カバーします。この広い領域は、ほとんど全てのアプリケーションに適応できるとういう
柔軟性があります。レーザーのエリプソメーターではこのようなことは不可能です。
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質問:
なぜエリプソメトリーの代わりに分光反射率計は使われないのか？
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答え:
この答えとして下記の例を見てください。図1に単結晶シリコンの上の
10nmのSiO2層が0.1nm変化した場合におこる分光反射率の違いを計算したものです。一般的な反射率計は0.1%の
強度変化を測定することは難しく、分光反射率測定は極薄膜の小さい変化に感度が無いといえます（反射強度の
再現性は0.1%より良いかもしれませんが膜厚の精度を得る為にはデータの精度が必要となります）。
エリプソメトリーでの同じ膜厚の変化を図2に示します。一般的なエリプソメトリーでは、
Psi と Delta
の測定精度はそれぞれ0.02度と0.1度です。そこでこの技術がサブオングストロームの
膜厚変化に十分な感度があることが明らかになります。
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図 1
図 2
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質問:
位相変調型エリプソメーターは、
回転エレメント型のエリプソメーターと比べてどうか？
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答え:
位相変調型エリプソメーターの主な利点は理論的なデータ収集速度が速いことに
あります。これは、 50kHzまで動作することが出来る光弾性変調器を用います。 しがしながら満足するS/Nを得るには、
長い積算時間で測定するか、レーザーの様な強い強度の光源を用いる必要があります。位相変調型エリプソメーターで
分光測定を行う場合、各波長で変調の強度を調整する必要があるために、 変調器に入射される光は単色であることが、
求められます。それゆえに複数の波長を同時に測定する、分光エリプソメトリー測定は不可能といえます。この場合
モノクロメーターで分光する必要があり機械的に波長を変える時間的制限は、早い変調速度の利点が無くなって
しまいます。機械的なシステムがこの構成の最も遅い構成部となりこの構成ではモノクロメーターです。
J.A.ウーラム社のモノクロメーターは、素早い波長変換ができる特別な設計とされ、
VASE®
装置を 市販のどの位相変調型分光エリプソメーターよりも高速な装置にしました。
特定のアプリケーションで、高速なデータ収集が必要な場合は、 全ての波長領域を同時に測定できる
M-2000®
の様な、 ダイオードアレイやCCDを用いた分光エリプソメーターが最も良い選択となります。
従来の回転エレメント型エリプソメーターはDeltaが0度か180度付近になると
感度や精度がなくなります。位相変調型エリプソメーターも同じような欠点としてPsiが0度や45度付近で
起こります。回転エレメント型エリプソメーターでは補償子を追加することでDeltaの感度低下を克服することが
出来ます。これによってDeltaのフルレンジである0‐360度のデータに感度を持たせることが出来ます。
更に詳細な説明はJ.A.ウーラム社の
コンペンセーター
を読んでください
一般的に位相変調型の分光エリプソメーターは、組立ててキャリブレーションするのは
困難で、また変調器は温度に大変敏感です。 位相変調型エリプソメーターの回転エレメント型エリプソメーターに
対する実際の利点は機械的に動作する部分が少ない点です。 しかしながら現在のベアリング技術と組立て品質では、
回転エレメント型エリプソメーターが、使われなくなって廃棄されるまで機械的なトラブルを起こすことはありません。
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質問:
エリプソメトリー測定で、なぜデータ解析が必要なのか？
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答え:
エリプソメトリーは実際には光がサンプルと相互作用して変化する偏光の変化に
関係した値であるPsiとDeltaの2つの値を測定します。PsiとDeltaそれ自体はサンプルの特性付けにはそれほど
役に立つ値ではありません。私達が知りたいことは膜厚、光学定数、屈折率、表面粗さや他の物理的なサンプルの
特性です。これらの特性は測定されたPsiとDeltaの値から光とサンプルの相互作用を記述する光学モデルをたてて
様々な方程式とアルゴリズムで導き出されます。さらなる詳細な説明は
エリプソメトリーのデータ解析
や、
エリプソメーターは何を測定するのか？
を見て下さい。
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質問:
多入射角の分光エリプソメトリー（VASE®）の目的は何か？
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答え:
本質的にはVASE測定の目的は物質の解析に用いるデータの量を増やすことにあります。入射角を変えることはいくつかの主要な点を変えることを意味します。
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反射強度 (Rp と Rs)
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偏光状態
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膜を通過する光の経路（複数入射角は物理的な膜厚を複数回探ることになります！）
いくつかのサンプルは、ある入射角でより感度が良くなります。 入射角を変えることで、求めるパラメーターの感度を最大にすることができます。 これにより、複雑なサンプルの複数のパラメーターを求めることができます。 多くの場合、VASE®装置のこの柔軟性は、物質解析の重要なキーになります。 |
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