NETZSCH PicoTR 時域熱反射分析儀 (Pico-second TDTR)

德國 NETZSCH 專為挑戰奈米極限所打造的超薄薄膜熱物性旗艦設備——PicoTR 時域熱反射分析儀。採用脈衝寬度僅 0.5 ps (皮秒) 的超快雷射技術，PicoTR 突破了傳統熱分析的物理極限，能精確測量厚度低至 10 nm 至 900 nm 的超薄薄膜材料。透過高時間解析度的表面溫度反射變化，提供絕對精確的熱擴散率、熱滲透係數與多層結構層間介面熱阻分析。

產品概述與皮秒級光熱反射原理 (Pico-second TDTR Principle)

當薄膜厚度縮小至數十奈米（小於電子平均自由程）時，其熱物性會與塊材產生巨大差異。PicoTR 利用超快皮秒加熱雷射 (Pump laser, 0.5 ps) 瞬間激發樣品，並以微小光斑 (25 μm) 的探測雷射 (Probe laser) 高速追蹤表面反射率隨時間的變化曲線。由於雷射脈衝極短且能量極微，此非接觸、非破壞性的光學方法不僅能精確解析奈米層級的極速熱傳遞，更完全不會對精密的微電子結構造成任何熱破壞。

核心優勢與特點

• 10 nm 超薄薄膜測量極限： 專為極薄奈米塗層設計，樹脂薄膜測量厚度可達 10 nm ~ 100 nm、陶瓷薄膜達 10 nm ~ 300 nm、金屬薄膜達 100 nm ~ 900 nm，完美填補微米級設備無法觸及的奈米盲區。
• 靈活切換 RF 與 FF 雙量測模式： 支援透明基板專用的 RF 模式 (背面加熱 / 正面檢測) 以及不透明基板適用的 FF 模式 (正面加熱 / 正面檢測)，滿足各類半導體晶圓與金屬載板的測試需求。
• 皮秒級微觀光斑解析： 加熱光斑直徑僅 45 μm、探測光斑僅 25 μm，能針對微型圖案化結構或微小區域進行高精度的局部熱擴散率測量。
• 符合國際標準與高準確度： 測試方法完全符合日本工業標準 JIS R 1689 與 JIS R 1690，搭配日本 NMIJ 標準參考物質 (CRM) 進行校準，量測再現性高達 ± 5%，確保數據具備全球權威公信力。

主要應用領域

• 先進半導體製程與 5G 元件： 針對 2nm / 3nm 等先進製程中的極薄擴散阻障層 (Barrier layer)、原子層沉積 (ALD) 薄膜及層間介面熱阻 (Interfacial thermal resistance) 進行精確表徵。
• 次世代光電與儲能材料： 精確測量固態電池超薄固態電解質塗層、二維奈米材料 (如石墨烯、MoS2) 及超快光電開關薄膜的垂直向熱擴散性能。
• 高階光學多層鍍膜： 評估高功率雷射鏡片、相變化記憶體 (PCM) 奈米多層膜的熱應力與散熱極限。

技術規格 (Specifications)