小点厚度测量

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小点厚度测量

高数值孔径目标问题

严重的问题是用于确定薄膜厚度的干涉信号的对比度降低。在高数值孔径物镜中，光线在胶片中以不同角度折射（见图1），因此光线在胶片材料中的路径长度不同。这意味着它们具有不同的相位差。一旦不同的光线组合在一起并且相位叠加在探测器上，相长干涉峰/谷和相消干涉峰/谷之间的对比度就会减弱。这种影响的严重程度取决于具体的胶片叠层和数值孔径。但是，一般来说，效果随着厚度的增加而增加。

图 1 大数值孔径 (NA) 的小光斑测量

NA 如何影响厚度测量

在硅氧化物测量示例中很容易看出效果。 200nm氧化物的UVVis反射光谱（200-1000nm）的模拟如图 2 所示。它显示光谱随着 NA 的增加而逐渐退化。但变化很小并且很容易纠正。然而，对 2000nm 氧化物的相同模拟（图 3）显示 NA 的影响更为显着。

图2 大数值孔径对200nm氧化物测量反射光谱的影响。线条代表：0、±30deg(NA=0.5)、±50deg(NA=0.76)、±70deg(NA=94) 和±90deg(NA=1) 

图3 大数值孔径对2000nm氧化物测量反射光谱的影响。线条代表：0、±30deg(NA=0.5)、±50deg(NA=0.76)、±70deg(NA=94)和±90deg(NA=1) 

解决办法

TFCompanion 软件具有校正高 NA 效应的选项（图 4）。然而，如果干涉信号已经由于其他伪影（散射、厚度不均匀性等）而减弱，NA 效应会使干涉条纹几乎消失，在这种情况 下，软件校正无济于事。需要根据应用要求评估物镜的使用。 如果可能的话，使用低数值孔径物镜总是更好。实际上，在所有应用中，低 NA（理想情况下 NA < 0.5）对测量光谱的影响非常小。

图 4 校正 TFCompanion 中的 NA 影响。 TFCompanion 有一个选项可以在“高ji”选项卡 （主屏幕）中设置测量的 NA–这将包括曲线拟合期间计算中的 NA 校正（通常不需要 FFT 校正）

MProbe 40 MSP 系统使用 NA<0.55 的长工作距离 物镜。这非常大限度地减少了几乎所有胶片叠层的测量信号的衰减。此外，长工作距离使得导航到测量位置更加舒适，即使不切换到低放大倍率物镜也是如此。

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