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有限会社 ケイワンは光学薄膜設計ソフト" Optilayer"の日本販売代理店です。

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OptiRe使用例 OptiRe

OptiRe

成膜後の分光特性測定データと設計データの差を解析して、膜厚精度、膜の屈折率、分散、吸収および不均質性を予測します。Reverse engineering またはPost productionと言われる分野です。



 

  例 : H層の屈折率分散
   設計値:黒
   測定データから逆算した屈折率:青







  
成膜後、設計値と実測値の差の原因を予測する

  
情報領域(波長範囲)の設定が解析結果に及ぼす影響例


【使用例1】成膜後、設計値と実測値の差の原因を予測する (LEC03D1)


①基板の設計データと成膜後の測定データを読み出します。


 基板  :石英
 膜材料 : HfO2
       SiO2
 膜構成 : (HL)^7 H …15層膜
 設計波長:900nm

 設計値 :黒線
 測定値 :赤線








②システムから発生する材料別のエラーを確認します。


 HfO2が相対値で約6%少ない。
 SiO2は相対値で約7%多い













 HfO2の補正係数は0937780
 SiO2の補正係数は1.071297






③使用した材料の屈折率のズレを測定結果から計算します。




④使用した材料の屈折率分散と実測結果とのズレをグラフ表示しました。

 [分散式に換算]

 Material H - HFO2 DISP
 Model: Normal dispersion
 Cauchy formula coefficients (lam in um)
 n(lam) = n_inf + A/lam^2 + B/lam^4
 n_inf = 1.952195,
 A = 0.01238374, B = 0.00022859
----------------------------------------------------
 Material L - SIO2 1.45
 Model: Normal dispersion
 Cauchy formula coefficients (lam in um)
 n(lam) = n_inf + A/lam^2 + B/lam^4
 n_inf = 1.456202
 A = 0.00000000, B = 0.00020103


⑤各層別のランダムエラーを計算します(Quasi-random Errors)。


 実測値とOptiReの計算値がかなり合致















 層別の厚みエラーをグラフ表示















 層別の厚みエラーを数値表示


















⑥材料の不均質を計算します。


 HfO2側に不均質があると仮定して計算
 約7%の負の不均質が認められます。















 最終的なOptiReの計算結果は
 実測値とほぼ一致しました。
















【使用例2】情報領域(波長範囲)の設定が解析結果に及ぼす影響 (LEC13R3)


15層膜測定値の中の4層に意図的に誤差を挿入し、解析波長範囲の設定により、OptiReの解析結果がどうなるかを確認しました。

①設計値(Design)と測定値(Mesurments)を読み出します。
 測定データの第3層目に+7%, 第8層目に-7%, 第14層目に-5%, 第15層目に+5%の意図的な誤差を
 入れてあります。


 基板  :SUPRASIL
 膜材料 : Ta2O5
       SiO2
 膜構成 : (HL)^7 H …15層膜
 設計波長:600nm

 設計値 :黒線
 測定値 :赤線








②測定値の解析波長範囲を400~950nm, 330~950nmの2種類の設定にします。

       400~950nm (D=9.44)          330~950nm (D=8.96)



③Inedx Drifstを解析します。

       400~950nm (D=4.90)         330~950nm (D=4.70)



④Ramdom Errorsを解析します。

       400~950nm (D=0.67)         330~950nm (D=0.72)



⑤Thickness Errorsを確認をします。

       400~950nm (D=0.67)         330~950nm (D=0.72)


 初期の意図的な誤差は第3層目に+7%, 第8層目に-7%, 第14層目に-5%, 第15層目に+5%でしたので
 右の図の330~950nmでの波長範囲で解析したものの方が、うまく再現できています。





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