Tencor FLX 2900

Le Tencor FLX 2900 est un instrument permettant de mesurer le stress dans les couches minces. Spécifiquement, le stress est obtenu en comparant le changement de courbure du substrat avec et sans couche mince en utilisant l’équation bien connue de Stoney. Le rayon de courbure est quant à lui obtenu en mesurant l’angle de déflection d’un rayon laser à la surface du substrat. Ainsi, le substrat et la couche mince doivent être suffisamment réfléchissants (non-diffusifs) à la longueur d’onde de mesure, soit 670 nm dans ce cas-ci.

Le Tencor FLX 2900 offre aussi la possibilité de mesurer le stress en fonction du temps et de la température dans une atmosphère contrôlée ; e.g. : sous azote, argon ou simplement à l’air.

Les caractéristiques principales du système sont les suivantes :

Taille du substrat: 1”-8 “ (2.5 cm à 20.3 cm)

Mesure en fonction du temps: 30 secondes à 300 heures

Bruit RMS: 0.0001 m-1 (rayon de 10 km)

Résolution: 0.00003 m-1

Pas minimum de scan: 0.02 mm

Nombre de points maximum par scan: 1250

Intervalle de température: 20- 900° C

Temps de scan: 5 s

Longueur d’onde du laser: 670 nm

Courbure minimum: 2.0 m

Erreur typique de répétabilité (1σ):

Si<100>     Épaisseur du substrat

Épaisseur de la couche mince

10 μm

1 μm

100 nm

10 nm

375 μm

50 kPa

0.5 MPa

5 MPa

50 MPa

525 μm

100 kPa

1.0 MPa

10 MPa

100 MPa

625 μm

140 kPa

1.4 MPa

14 MPa

140 MPa

675 μm

170 kPa

1.7 MPa

17 Mpa

170 MPa


Le programme WINFLX offre la possibilité de personnaliser des recettes de cyclage de température avec un taux de chauffage et de refroidissement contrôlé. 

De plus, en employant une méthode avec deux substrats, cet instrument offre la possibilité de déterminer le coefficient d’expansion thermique linéaire des couches minces. Par l’ajout de mesures de nanoindentation, il est également possible d’obtenir le coefficient de Poisson. Pour plus d’informations sur l’application de cette méthode à deux substrats pour différents matériaux, veuillez consulter notre article intitulé “Mechanical and thermo-elastic characteristics of optical thin films deposited by dual ion beam sputtering”

Des exemples de dynamique de stress pendant un cycle thermique pour des oxydes de niobium et de tantale sont montrés à la figure ci-dessous (Prises de  E. Çetinörgü-Goldenberg, J. E. Klemberg-Sapieha, and L. Martinu, "Effect of postdeposition annealing on the structure,composition, and the mechanical and optical characteristics of niobium and tantalum oxide films", Applied Optics 51 (27 / 20)  (2012) 6498-6507.)

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