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安捷倫分光光度計(jì)：賦能光刻機(jī)光學(xué)元件性能測(cè)試的“光學(xué)引擎”
隨著先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)不斷推進(jìn)，193nm ArF準(zhǔn)分子激光光刻機(jī)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(guò)程中，精準(zhǔn)評(píng)估這些元件的透過(guò)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(jiàn)近紅外分光光度計(jì)，正是這一挑戰(zhàn)的理想解決方案。
以下是光刻機(jī)中常見(jiàn)的光學(xué)元件及其測(cè)試需求：
透鏡、窗口、掩模等的透過(guò)率測(cè)試
反射鏡的 45° 反射率測(cè)試
偏振器與退偏器的消光比測(cè)試
這些測(cè)試項(xiàng)目和要求對(duì)分光光度計(jì)的測(cè)試能力提出了較高的要求，測(cè)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(huì)影響該波段光線的吸收，因此測(cè)試過(guò)程對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性提出了較高的要求。
光刻元件的透過(guò)率、反射率、消光比等指標(biāo)的微小誤差都可能會(huì)導(dǎo)致圖案失真或工藝失效，因此對(duì)檢測(cè)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(cè)試需引入偏振器，但該波段的偏振器材料價(jià)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(zhǎng)范圍，配備了光電倍增管（PMT）檢測(cè)器，可確保在低波段實(shí)現(xiàn)超高靈敏度響應(yīng)；同時(shí)，儀器采用雙光束設(shè)計(jì)，可實(shí)時(shí)校正光源波動(dòng)與環(huán)境干擾，有效提升測(cè)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(shí)現(xiàn)大角度 s/p 偏振下的反射測(cè)量與消光比測(cè)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(jiàn)近紅外分光光度計(jì)在低波段的測(cè)試能力：
主機(jī)測(cè)試石英片：190-270 nm，0° 透過(guò)率，10 次重復(fù)測(cè)量。
在 193 nm 處 10 次測(cè)試，最大值-最小值極差為 0.02%T。
主機(jī)測(cè)試石英片 0° 透過(guò)率 10 次重復(fù)性結(jié)果
全自動(dòng)多角度透射率和絕對(duì)反射率（UMA）附件，搭配定制的極紫外偏振器測(cè)試鍍鋁鏡：190-380 nm，45° 絕對(duì)反射率。
大角度下 Rp 和 Rs 在 193 nm 處信噪比良好。
UMA 附件測(cè)試鋁鏡 45° 絕對(duì)反射率結(jié)果
在先進(jìn)制程不斷演進(jìn)的今天，光學(xué)元件的性能測(cè)試已從“可選項(xiàng)"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(jì)，以其高精度、高效率、全功能的特性，支持光刻膠開(kāi)發(fā)、光學(xué)元件選型、材料老化評(píng)估、鍍膜一致性驗(yàn)證等環(huán)節(jié)應(yīng)用，在其過(guò)程中發(fā)揮著高精度量測(cè)分析的重要作用，以幫助工程師快速定位問(wèn)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(duì)光學(xué)元件測(cè)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(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。