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Wafer · Thin Film · Coating · Metal Surface · Molecular Orientation
FTIR Reflection 측정은 Wafer, Metal, Coating 및 Thin Film처럼 일반적인 Transmission이나 ATR 측정만으로 충분한 정보를 얻기 어려운 표면 및 박막 시료를 분석하는 데 활용됩니다.
기판 재질과 Film Thickness, 얻고자 하는 정보에 따라 Specular Reflectance, Grazing Angle RAS, pMAIRS 등의 측정법을 선택할 수 있습니다.
Film의 두께와 기판의 Optical Property에 따라 적합한 FTIR 측정 방식이 달라집니다.
Si Wafer, Glass, Mirror,
Polymer Surface 등
→ Specular Reflectance
입사각에 따른 반사 특성을
비교하거나 최적 조건을 찾는 경우
→ Variable Angle Reflectance
Metal Surface 위의
얇은 Organic Film 또는 Contamination
→ Grazing Angle / RAS
IR-transparent Substrate 위
Thin Film의 분자 배향 분석
→ pMAIRS
매끄러운 시료 표면에서 반사되는 IR Beam을 측정하여 Reflectance, Film Thickness 및 Optical Property를 평가합니다.
정해진 입사각에서 Wafer, Glass, Polymer 및 Coating의 Specular Reflectance를 측정하는 기본적인 반사 Accessory입니다.
입사각을 변경하면서 시료의 Reflectance 특성을 비교할 수 있는 Variable Angle Accessory입니다. Polarizer와 조합하여 각도 및 편광 의존성 연구로 확장할 수 있습니다.
Reference와 Sample의 광학 경로를 정밀하게 비교하여 시료 자체의 Absolute Reflectance가 필요한 Optical Material 연구에 활용합니다.
기판 위에 형성된 Film에서는 Film의 상부와 하부 계면에서 반사된 빛이 간섭하면서 Spectrum에 주기적인 Interference Fringe가 나타날 수 있습니다.
이러한 Fringe의 간격과 굴절률 정보를 이용하면 Film의 Physical Thickness를 계산할 수 있습니다.
Metal Surface 위의 얇은 Film이나 미량의 Surface Contamination은 일반적인 반사 측정에서는 흡수 신호가 매우 작을 수 있습니다. Grazing Angle과 P-polarized IR을 이용하면 Surface Sensitivity를 높일 수 있습니다.
85° 입사각과 P-polarized IR을 이용하여 Metal Surface 위의 Thin Film, Oxide Layer 및 미량 Organic Residue와 같은 Surface Species의 흡수 신호를 강화합니다.
Metal Substrate 위의 얇은 Coating 및 Surface Film을 높은 입사각 조건에서 측정하기 위한 Grazing Angle Accessory입니다.
RAS는 Metal Substrate 위에 형성된 얇은 Organic Film이나 Surface Residue를 분석하는 데 활용할 수 있습니다.
높은 입사각과 P-polarization을 이용하면 일반적인 Reflection 조건보다 Metal Surface의 얇은 Film에서 발생하는 IR Absorption Signal을 효과적으로 관찰할 수 있습니다.
단순히 Film의 성분뿐 아니라 분자가 기판에 대해 어떤 방향으로 배향되어 있는지를 FTIR로 평가할 수 있습니다.
pMAIRS (p-polarized Multiple-Angle Incidence Resolution Spectrometry)는 서로 다른 입사각에서 얻은 Transmission 데이터를 이용하여 Thin Film의 분자 진동을 In-plane(IP)과 Out-of-plane(OP) 성분으로 분리하여 분석하는 방법입니다.
pMAIRS에서는 여러 입사각에서 측정한 데이터를 기반으로 In-plane(IP) 및 Out-of-plane(OP) Spectrum을 계산합니다.
특정 Molecular Vibration Peak의 IP와 OP 상대 강도를 비교하면 Film 내부 분자의 Orientation 특성을 평가할 수 있습니다.
| 분석 대상 | 기판 | 주요 목적 | 추천 측정법 |
|---|---|---|---|
| 일반 Film / Coating | Glass / Wafer / Polymer | Reflectance / Thickness | Specular |
| Angle-dependent Surface | 다양한 Smooth Surface | 입사각 및 편광 변화 | Variable Angle |
| Ultra-thin Organic Layer | Metal | Surface / Residue / Thin Film | Grazing / RAS |
| Molecular Orientation | IR-transparent Non-metal | IP / OP Orientation | pMAIRS |
반도체 및 첨단 소재에서는 Wafer 위에 형성된 Thin Film의 Chemical Composition, Surface Condition, Film Thickness 및 Molecular Orientation과 같은 정보를 확인해야 하는 경우가 있습니다.
시료와 Substrate의 특성에 따라 Specular, Grazing Angle / RAS, pMAIRS 및 ATR을 선택적으로 적용할 수 있습니다.
반도체 분석 Solution 자세히 보기 →Film 두께, 기판 재질, Metal / Non-metal 여부와 분석하고자 하는 정보를 알려주시면 Specular, RAS, pMAIRS 중 적합한 FTIR 측정 구성을 검토해드립니다.
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