エリプソメーターとは？種類（回転素子式・変調式・面測定式）と価格、波長範囲・入射角の選び方

エリプソメーターとは

エリプソメーターは、薄膜に偏光を当て、反射光の偏光の変化から、膜の厚さと屈折率を試料に触れずに求める測定器です。波長を変えて測る型を分光エリプソメーターと呼びます。半導体のウェーハ、レジスト、光学薄膜、ディスプレイの開発と検査で使います。

光干渉式の膜厚計では難しい薄い透過膜の厚さや光学定数を測るときに、エリプソメーターを選びます。

比較ページには、メーカーが自社やグループで作るエリプソメーターを、型番の単位で載せています。

種類の違い

• 回転素子式は、検光子や補償子を回して測ります。FE-5000は回転検光子法、M-2000は回転補償子式です。
• 変調式は、機械で素子を回さず、位相を電気で変えて測ります。UVISEL Plusは位相変調、Smart SEは液晶変調です。
• 面測定式は、全面や視野全体を自動で測ります。ME-210、UNECS-3000A、µSE-3000、Accurion EP4がこの型です。

選び方

選ぶときは「波長の範囲」「入射角」「面で測るか」の3つを先に決めます。

• 波長の範囲は、UVISEL Plusが190nm〜2100nm、FE-5000が300nm〜800nm、Smart SEが450nm〜1000nmです。ME-210は636nmのレーザーで測ります。
• 入射角は、多層膜を細かく解析するなら変えられる型にします。FE-5000とM-2000は45°〜90°で変えられます。
• 面で測るなら、µSE-3000は300mmウェーハを最大3 000点まで全自動で測ります。ME-210は毎分5,000点以上です。
• 小さなパターンの上を測るなら、スポットを見ます。ME-210の高精細モードは5.5µm角、Accurion EP4の面内分解能は最高1µmです。

価格

今の価格を公式に出している会社は、この比較にはありません。アルバックのUNECS-3000Aは2011年の発表で15,000,000円（本体・コントローラ・パソコン込み）でしたが、今の価格ではありません。測りたい膜と試料の大きさを伝えて見積もりを取ります。

使うときの注意

• 結果は解析のモデルで変わります。材料のn、kが分からないと、厚さとの切り分けが難しくなります。
• 表面が粗い膜は、粗さの層をモデルに入れて解析します。
• スポットより小さいパターンは、微小スポットの機種を選びます。