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Last modified: 2014/04/07
膜厚分布測定装置 Thickness Profiler TP series |
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「ニュートンの夢」を遂に実現! ーシャボン玉や油膜の干渉色を膜厚に変換ー 半導体、フィルム、光学部品、FPD基板などの膜厚分布を高速で非接触測定します。 |
膜厚分布測定装置
TP series
は、多波長膜内干渉色解析による世界初の膜厚分布測定装置です。
カラーカメラで撮影された1枚の干渉色画像から膜厚分布を求めます。自己校正なので、予めの校正は不要です。 視野サイズは、光学系倍率で可変です。顕微鏡タイプで最大7mm、広視野タイプで最大200mmです。 また、測定速度も非常に高速で、200万画素の全面膜厚が1秒以下で測定可能です。 ワンショット法のため、振動の影響を受けず、防振機構なしでナノメートル・オーダーの高精度測定が可能です。 従来の膜厚分布測定装置では適用困難であった移動中、あるいは、変化中の膜厚でも測定可能です。 センサー部は可動部がなく、小型・軽量で、「オンマシン測定」や「インライン測定」に最適です。 |
特徴
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顕微鏡タイプ | 組み込みタイプ | 広視野タイプ |
測定例
1μm/4μm膜厚段差 (SiO2/Si) |
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干渉色画像 (TP-10) |
膜厚分布測定結果 |
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0〜500nm膜厚段差 (SiO2/Si;100mmウェーハ) |
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干渉色画像 (TP-10WD) |
膜厚分布測定結果 |
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膜厚傾斜ウエーハ (SiO2/Si) (膜厚 0-1600nm) |
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干渉色画像 (TP-10WD) |
膜厚分布測定結果 |
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LED用ウェーハ上のエピ膜 (膜厚 170-180nm) |
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干渉色画像 (TP-10WD) |
膜厚分布測定結果 |
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Cr/ガラス基板上のSiN膜 |
〜310nm | ||
干渉色画像 (TP-10WD) |
膜厚分布測定結果 |
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〜380nm | |||
干渉色画像 (TP-10WD) |
膜厚分布測定結果 |
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〜530nm | |||
干渉色画像 (TP-10WD) |
膜厚分布測定結果 |
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PETフィルム基板上の 有機透明導電膜 (コート端部;膜厚 0-130nm) |
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干渉色画像 (TP-10) |
膜厚分布測定結果 |
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シャボン膜 (流下中;膜厚
0-1500nm) |
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干渉色画像 (TP-10WD) |
膜厚分布測定結果 |
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流下中のシャボン膜の膜厚測定 |
流下中のシャボン膜の膜厚測定 (動画) |
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ニュートンリング |
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干渉色画像 (TP-10WD) | 空気間隙測定結果 | ||
[参考] 干渉光学系とGMFアルゴリズムによるPSS(Patterned Sapphire Substrate)表面形状測定 | |||
干渉色画像 (干渉顕微鏡) |
表面形状測定結果 |
■ニュートンと干渉色■ ニュートンは、その61歳の時の著書『光学』(Opticks;1704年)の中で、ニュートン環(Newton's rings)に見られる干渉色を観察し、間隙と色の関係をチャートに残した。また、この色の順序が、シャボン玉の虹色と正確に同じ順序であると述べている。 |
参考文献:
北川克一, 大槻真左文:「干渉色画像解析による透明膜の広視野膜厚分布測定装置の開発」, 精密工学会誌, 79 (11), 1078-1082 (2013) [2013年度 精密工学会 沼田記念論文賞受賞論文]
Katsuichi Kitagawa, "Thin-film thickness profile measurement by three-wavelength interference color analysis," Appl. Opt. 52, 1998-2007 (2013)
http://www.opticsinfobase.org/spotlight/summary.cfm?uri=ao-52-10-1998
上記Applied Optics掲載論文が、The Optical Society
of America (OSA) から優秀論文に選ばれ、Optics
InfoBaseの Spotlight on Opticsページに紹介されました。
また、原論文は無料公開(Open access)になりました。
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