|
Приборы оптического контроля – Эксплуатационные характеристики Линейка продуктов
Устройства смены свидетеля (УСС)
FilmMaker2
FilmDirector2
Эксплуатационные характеристики
Влияние оптического контроля на свойства продукта и производительность производственного процесса
В следующем примере анализируется эффект от применения системы оптического контроля для управления процессом производства высокопроизводительных узкополосных режекторных фильтров с крутым фронтом, применяемых для защиты от лазерного излучения. Далее приведены результаты оценки влияния на свойства пленки и производительность процесса в сравнении с использованием приборов кварцевого контроля.
Целевые характеристики многослойной пленки
На графике изображены целевой спектр пропускания и спектр оптической плотности высокопроизводительного узкополосного режекторного фильтра с крутым фронтом, используемого в данном примере. 
В перечень расчетных свойств включены:
 Материал: TiO2 & SiO2, электронно-лучевое напыление с ионным осаждением
Модель многослойной пленки
 Требуется создать пленочную структуру, состоящую из 34 слоев
с «не четвертьволновым» завершением
мониторинг полосы пропускания
Моделирование процесса напыления: Оптимизация для оптического контроля
В процессе роста многослойной пленки каждый слой должен достичь точки завершения (endpoint). В зависимости от свойств многослойной пленки, негативный эффект, возникший вследствие значительных погрешностей в точках отсечки, может быстро усугубляться по мере нанесения каждого нового слоя, и, как следствие, продукт может оказаться негодным к производству по причине того, что требуемое количество слоев возрастает. Данное обстоятельство является главной причиной того, почему оптический контроль имеет важнейшее значение для получения оптических покрытий высокого качества. В напылительной системе существует множество способов добиться соответствия характеристик многослойной пленки заданной модели, включая смену свидетеля, контроль длин волн, алгоритмы с использованием точек отсечки и т.д. Все эти факторы в той или иной степени определяют достижимую точность при нанесении каждого слоя и, как следствие, характеристики всей многослойной пленки. Именно поэтому компания Intellemetrics разработала уникальный инструмент для моделирования, программный пакет FilmSimulator, сопрягаемый непосредственно с аппаратными средствами оптического контроля.
Модель пленочной структуры можно создать, используя одну из представленных на рынке программ для САПР. Данная модель затем импортируется в программный пакет FilmMaker компании Intellemetrics и обрабатывается программой FilmSimulator во время процесса оптимизации. Программа FilmSimulator позволяет инженеру адаптировать схему напыления к характеристикам напылительной камеры, прибора оптического контроля и элемента, который подвергается обработке.
Погрешность в точках отсечки
На графиках ниже приведены значения погрешности в точках отсечки при создании многопленочной структуры (на основе отдельного анализа каждой пленки). Используя оптимизированную схему контроля с применением кварцевого кристалла, можно добиться значения погрешности ± 1%. Остановив выбор на системе оптического контроля, данный показатель может быть снижен до уровня менее ± 0.25%.
 |
Лучшие значения погрешности в точках отсечки при использовании системы кварцевого контроля |
 |
Значения погрешности в точках отсечки при использовании системы оптического контроля |
Влияние на свойства продукта и производительность производственного процесса
Одна из важнейших характеристик оптических фильтров с крутым фронтом – точное расположение границы полосы пропускания. В данном случае требуемое значение повторяемости - ± 0.7 нм.
Спектры, изображенные далее, отражают характеристики пленочных структур, полученных в ходе многих циклов роста с использованием систем кварцевого контроля и с применением приборов оптического контроля IL551 производства компании Intellemetrics. Отклонение для положения границы полосы пропускания при использовании кварцевого кристалла для контроля циклов роста составило 3 нм, что, в свою очередь, стало причиной низкого выхода продукта.
Контроль с применением кварцевого кристалла. Отклонение границы полосы пропускания > 3 нм
Оптический контроль. Положение полосы пропускания ± 0.1 нм
Применение прибора оптического контроля позволяет управлять положением границы полосы пропускания с погрешностью ± 0.1 нм, что в значительной степени увеличивает производительность производственного процесса. Данный показатель улучшен благодаря возможности прибора IL551 совмещать одновременно алгоритм определения точек отсечки в «не четвертьволновом» режиме и оптическую автокомпенсацию, что позволяет минимизировать ошибки в точках отсечки. Данные свойства системы гарантируют высокую воспроизводимость выходных характеристик фильтра, повышая производительность технологического процесса.
Выводы
Стабильность позиционирования границы полосы пропускания при использовании прибора оптического контроля IL551 составляет ± 0.1 нм.
 Результат улучшен в 16 раз по сравнению с кварцевым контролем
Автоматическая коррекция, возможная при использовании прибора оптического контроля с определением точек отсечки в «не четвертьволновом» режиме.
Использование приборов оптического контроля позволяет добиться требуемого значения оптической толщины также в случае, когда в течение технологического процесса регистрируются отклонения показателя преломления от номинальной величины. Отметим, что прибор кварцевого контроля нечувствителен к колебаниям данного показателя, возникающим непосредственно в ходе технологического процесса, и, следовательно, не способен выполнить коррекцию.
Прибор оптического контроля компенсирует неточности, возникшие вследствие ранней/поздней отсечки в «четвертьволновых» и «не четвертьволновых» процессах.
Моделирование всего процесса с помощью FilmSimulator и FilmCharacter.
- Прибор оптического контроля, обладающий преимуществами, описанными выше, применяется в различных производственных (технологических) процессах, связанных с созданием прецизионных покрытий, позволяя улучшить повторяемость и производительность производственного процесса.
|
|
