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膜厚の測定（酸化膜、潤滑膜など）

　固体表面に形成された数nm〜数10nmの厚さの表面皮膜（酸化膜、潤滑膜など）の膜厚を測定することできます。
　下地（バルク）から放出された光電子は、表面皮膜内で減衰するため、膜厚が厚いほど計数される電子数は減少します。この現象を利用して、表面皮膜の膜厚を測定します。
　対象となるのは、バルクの仕事関数の方が表面皮膜の仕事関数よりも小さい場合です。例えば、ゲート酸化膜やハードディスクの潤滑膜が該当します。
　照射する紫外線のエネルギーは、バルクからのみ光電子が放出されるエネルギーとします。

皮膜なしの図

皮膜ありの図

＠：皮膜なしA：皮膜あり

　励起エネルギーを一定としたとき、膜厚と計数される光電子数の関係は下式および下図のようになります。

　膜厚の式検量線図

　実際に表面皮膜の膜厚を測定する場合は、膜中での電子の平均自由行程が不明確であり、膜によるバルク表面の仕事関数の変化も生じる可能性があるため、膜厚が既知である標準サンプルによる検量線を作成する必要があります。



膜厚の測定例

シリコンの酸化膜厚

応用例

リードフレームの洗浄工程の管理（洗浄コストの削減）
AC-2を用いて洗浄工程の見直しを行ったところ、過剰な洗浄槽がかなりあることがわかり、AC-2の定価の数十倍のコストを削減できた例もあるようです。
リードフレームの酸化度測定
半導体後工程では、AC-2を用いて、酸化膜の膜厚を定量化し、還元炉を無くし、さらに、酸洗浄の効率化を研究しています。
ビデオテープの潤滑膜厚測定
ビデオテープやハードディスク表面の潤滑油膜の膜厚の検査にAC-2は用いられています。
用途一覧表

対象装置

AC-2
付属ソフト「AC-2 for Windows」の“検量線”機能と“膜厚・計数率計”機能を使うことで、簡単に膜厚を見積もることができます。

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