☆薄膜の膜厚測定や光物性評価等、精密な薄膜評価に利用できる「分光エリプソメトリー」について、
基本原理から様々な特性・物性の評価・解析ノウハウをわかりやすく解説する
Zoomを使ったWEBセミナーです。在宅、会社にいながらセミナーを受けられます。
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1.イントロダクション
1-1 本講習の目的
1-2 薄膜解析と分光エリプソメトリー
1-3 分光エリプソメトリーの特徴と用途
2.物質と光の相互作用
2-1 分極と屈折率
(1)分極,電気双極子振動,電気双極子放射
(2)波の重ね合わせ原理と波の加算
(3)Lorentz振動子モデルの誘電関数
(4)屈折率分散の起源
2-2 なぜ分光なのか(分極と分光スペクトル)
(1)分極機構と光の周波数
(2)共鳴周波数が異なる分極の重ね合わせで誘電関数の形が決まる
(3)誘電関数と光学定数スペクトル
(4)屈折率の正常分散領域の意味
2-3 偏光,光の反射,透過,屈折
(1)p偏光とs偏光(偏光の定義)
(2)直線偏光,円偏光,楕円偏光
(3)反射/屈折の法則とフレネル係数
(4)偏光反射の入射角依存性とブリュスター角の物理的な意味
2-4 薄膜の干渉
(1)薄膜中の光の伝搬と干渉
(2)薄膜の光学モデルと振幅反射係数・振幅透過係数
(3)多層膜への拡張
3.分光エリプソメトリー
3-1 エリプソメトリーの測定原理
(1)光の反射に伴う偏光変化
(2)偏光解析関数と偏光解析パラメーター
3-2 偏光解析パラメーターの表記法
(1)振幅比角Ψ、位相差Δと偏光状態(Ψ-Δチャートの読み方)
(2)なぜ薄膜の光学定数は決定しづらいか
(3)ポアンカレ球による偏光状態表示
3-3 単一波長から分光へ
(1)単波長エリプソメトリーの制約
3-4 エリプソメーター
(1)エリプソメーターの基本構成(回転検光子型・回転補償子型・回転補償子型・位相変調型等)
(2)回転検光子型エリプソメーターにおけるΨ、Δ測定
(3)各種エリプソメトリー測定法の特性と長所/短所
3-5 誘電関数モデルと屈折率スペクトルの関係
(1)3つの共鳴吸収タイプと誘電関数モデル
(2)光学定数スペクトルの表現形式
(3)SellmeierモデルとCauchyの分散式
(4)Kramers-Kronigの関係式
(5)フリーキャリアを記述するDrudeモデル
3-6 分光エリプソメトリー解析の流れ
(1)スペクトルフィッティング解析の重要性
(2)データ解析の流れ
(3)光学モデルの構築
(4)フィッティング誤差関数
(5)フィッティング解析のポイント
4.測定の実際と解析上のポイント
4-1 透明基板上の薄膜解析
(1)チタニア(TiO2)膜の光学定数測定
(2)膜質に左右される屈折率の値
(3)透明基板測定における薄膜解析の留意点と基板裏面反射対策
(4)吸収膜の解析:金属薄膜の光学定数決定
(5)多層膜解析:フォトニック結晶用多層膜の解析
4-2 半導体基板上の薄膜解析例
(1)測定条件の設定(シリコン基板上の熱酸化膜を例に)
(2)測定解析例:フォトレジスト
(3)測定解析例:AlGaAs超格子構造
(4)測定解析例:薄膜トランジスタ
(5)測定解析例:レーザーアニール結晶化ポリシリコン
(6)測定解析例:フラーレン膜
(7)表面ラフネス
(8)有効媒質近似(EMA):Bruggemanモデル,Maxwell Garnettモデル
(9)EMAの応用:表面ラフネス,HgCdTeの混晶比,a-Si界面中間層など
4-3 高度な解析例
(1)屈折率傾斜膜の解析:Ta2O5膜,ITO膜
(2)光学異方性膜:液晶セルパラメーター,ポリマー膜など
5.まとめ
【質疑応答】