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安捷倫分光光度計：賦能光刻機光學(xué)元件性能測試的“光學(xué)引擎”
隨著優(yōu)良制程節(jié)點不斷推進(jìn)，193nm ArF準(zhǔn)分子激光光刻機在半導(dǎo)體制造中的地位愈發(fā)重要。其內(nèi)部包含大量高精度光學(xué)元件，如投影透鏡、掩模版、偏振器、退偏器、反射鏡等，這些元件的光學(xué)性能直接決定了芯片圖案的分辨率、均勻性與良率。
如何在研發(fā)與量產(chǎn)過程中，精準(zhǔn)評估這些元件的透過率、反射率、偏振響應(yīng)和角度依賴性？安捷倫 Cary4000/5000/6000i/7000 系列紫外可見近紅外分光光度計，正是這一挑戰(zhàn)的理想解決方案。
以下是光刻機中常見的光學(xué)元件及其測試需求：
透鏡、窗口、掩模等的透過率測試
反射鏡的 45° 反射率測試
偏振器與退偏器的消光比測試
這些測試項目和要求對分光光度計的測試能力提出了較高的要求，測試難度主要體現(xiàn)在：
193 nm 屬于深紫外（DUV）區(qū)域，微小的環(huán)境變化及樣品污染都會影響該波段光線的吸收，因此測試過程對設(shè)備的穩(wěn)定性提出了較高的要求。
光刻元件的透過率、反射率、消光比等指標(biāo)的微小誤差都可能會導(dǎo)致圖案失真或工藝失效，因此對檢測設(shè)備的準(zhǔn)確度和重復(fù)性提出了較高的要求。
193 nm 大角度測試需引入偏振器，但該波段的偏振器材料價格昂貴、加工難度大且易受污染。
安捷倫 Cary4000/5000/6000i/7000 紫外區(qū)采用氘燈光源，可覆蓋低至 175 nm 的波長范圍，配備了光電倍增管（PMT）檢測器，可確保在低波段實現(xiàn)超高靈敏度響應(yīng)；同時，儀器采用雙光束設(shè)計，可實時校正光源波動與環(huán)境干擾，有效提升測試的重復(fù)性與準(zhǔn)確性；另外，用戶可定制深紫外偏振附件，搭配 UMA 附件應(yīng)用，實現(xiàn)大角度 s/p 偏振下的反射測量與消光比測量。
左圖：安捷倫 Cary4000/5000/6000i/7000
右圖：安捷倫 Cary7000
安捷倫 Cary 系列紫外可見近紅外分光光度計在低波段的測試能力：
主機測試石英片：190-270 nm，0° 透過率，10 次重復(fù)測量。
在 193 nm 處 10 次測試，最大值-最小值極差為 0.02%T。
主機測試石英片 0° 透過率 10 次重復(fù)性結(jié)果
全自動多角度透射率和絕對反射率（UMA）附件，搭配定制的極紫外偏振器測試鍍鋁鏡：190-380 nm，45° 絕對反射率。
大角度下 Rp 和 Rs 在 193 nm 處信噪比良好。
UMA 附件測試鋁鏡 45° 絕對反射率結(jié)果
在優(yōu)良制程不斷演進(jìn)的今天，光學(xué)元件的性能測試已從“可選項"轉(zhuǎn)變?yōu)椤瓣P(guān)鍵環(huán)節(jié)"。安捷倫 Cary4000/5000/6000i/7000 系列分光光度計，以其高精度、高效率、全功能的特性，支持光刻膠開發(fā)、光學(xué)元件選型、材料老化評估、鍍膜一致性驗證等環(huán)節(jié)應(yīng)用，在其過程中發(fā)揮著高精度量測分析的重要作用，以幫助工程師快速定位問題、優(yōu)化工藝、提升良率，助力光刻工藝邁向更高水平。隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)持續(xù)發(fā)展，對光學(xué)元件測量分析的需求將愈發(fā)精細(xì)，而安捷倫 Cary 系列將繼續(xù)為這一進(jìn)程提供堅實的技術(shù)支持。