Измерение параметров термического напряжения в тонких пленках

Системы измерения термического напряжения в тонких пленках Toho FLX-2320-S предлагают функциональность, которая подойдет как для массового производства, так и для исследовательских центров. Запатентованная технология «двойной длины волны» KLA-Tencor, используемая в приборах Toho серии FLX, позволяет проводить полный анализ поверхностных напряжений, вызванных нанесением тонких пленок на образец. Благодаря использованию метода лазерного рычага для измерения изменений радиуса кривизны поверхности до и после осаждения с последующим сопоставлением с величиной термического напряжения возможно точное и быстрое определение параметров различных пленок и подложек диаметром до 200 мм.

Как правило, термические напряжения в тонких пленках могут возникать в случаях, когда материалы с разными коэффициентами теплового расширения объединяются друг с другом. При высоких температурах подобные закономерности могут не так явно проявляться. Однако, при охлаждении рассматриваемые материалы могут по-разному сжиматься/расширяться, вызывая внутренние термические напряжения в образце. В случае пленок могут возникнуть такие дефекты, как дислокации, пустоты и трещины. Система измерения напряжения FLX помогает идентифицировать большинство из них. Например:

  • Трещины в алюминии под действием напряжений
  • Трещины в пассивационном слое (оксиды, нитриды)
  • Формирование дислокации в Si
  • Растрескивание силицида вольфрама
  • Увеличение напряжений в оксидах при температурной обработке
  • Расширение фазы металла на GaAs
  • Растрескивание Si при высоких напряжениях

От температуры зависят такие характеристики материала образца, как релаксация напряжений, изменение влажности, фазовые изменения и др. Специально разработанный для этих целей FLX-2320-S идеально подходит для определения термических напряжений при различных температурах пластин. В базовой комплектации системы измерения термического напряжения возможно проведение измерений в температурном диапазоне от -65 °C до 500 °C со скоростью нагрева до 30 °C в минуту. Опционально возможно добавление блока охлаждения до -65 °C.

Зависимость в координатах термическое напряжение - температура Toho FLX-2320-S
Зависимость в координатах термическое напряжение - температура Toho FLX-2320-S
Зависимость прогиба пластины Toho FLX-2320-S
Зависимость прогиба пластины Toho FLX-2320-S
Трехмерная картина термических напряжений Toho FLX-2320-S
Трехмерная картина термических напряжений Toho FLX-2320-S
Диапазон сканирования Программируемый, вплоть до 200 мм
Диапазон величин термических напряжений 1 – 4,000 МПа
(для пленки 10 000 Å на подложке толщиной 725 мкм)
Воспроизводимость 1.3 МПа (1 с: 1*107 дин/см2)
Точность ≥ 2.5 % (1 МПа)
Минимальный радиус 2 м
Максимальный радиус 33 км
Размер подложки 25, 50, 75, 100, 150, 200 мм
Минимальный шаг сканирования 0.02 мм
Классификация лазера Class IIIa 670nm / 780nm 4mW lasers

compliant with 21CFR, Chapter 1 Subchapter J

U.S.Patent No. 5134303 and 5248889