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SCOUT講座1 「コンピュータシミュレーションによる光学スペクトル分析」 (2/13)

1.タイトル

本 Web セミナーのタイトル, 著者, 会社, 概要.
図1 図1

2. なぜスペクトルシミュレーションを使うのか?

2.1 あらまし

物理的モデルに基づくコンピューターシミュレーションを用いた光学スペクトル解析は, 分光エリプソメトリーにおける標準的な解析手法となっています. しかし, 反射率スペクトル, 透過率スペクトルの解析では, まだ十分に確立された手法であるとは言えません. この手法をスペクトル解析に適用するのには, いくつかの理由があります.

  • 多層膜の積層構造の場合, スペクトルシミュレーションに代わる有力な解析手段がない.
  • 古典的で単純なスペクトル解析法では, 通常, 稚拙で非合理的な仮定 (例えば, 「全スペクトル領域で膜の屈折率を1.5と仮定する」など) を必要とするが, スペクトルシミュレーション解析では, そのような仮定を回避することができる.
  • スペクトルシミュレーションで分光装置のクオリティーをチェックすることができる.
  • スペクトルシミュレーションは, 分光学, 光学を教えるための理想的な教材である.
  • 良好に動作するスペクトルシミュレーションを使えば, 薄膜製品の理想的な光学特性デザインを予測できる.

2.2 多層膜積層構造 (他に解析手段がない)

多層膜積層構造の場合, スペクトルシミュレーションに代わる解析手法がありません. 物理的なモデルに基づく方法でのみ, 複雑なスペクトル特性を理解することができるのです. 図2に示す例では, シリコン上の 11 層積層膜の測定反射率スペクトル (赤) と対応するシミュレーションスペクトル (青) の比較を示しています.
図2図2

一つの層 (黄色にマークされた第5層) の膜厚を 10 nm 増加させただけで, 図3のように複雑なスペクトル変化が生じます. このように複雑なスペクトルは, 信頼性の高い物理モデルによってのみ扱うことが可能となります.
図3図3

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