全波長橢圓測厚儀儀器簡介

全波長橢圓測厚儀儀器簡介

Agenda • 系統簡介 • 橢圓儀原理 • 資料庫之建立

量測波段範圍 : 190 nm ~ 830 nm ( e.v. * nm =1240 ) 光源 : Xenon lamp: 75W, 短弧放電, 高亮度, 壽命: 3-5 個月 Polarizer ( Analyzer ): 偏光鏡, 由兩個稜鏡組合而成, 將光源轉換為單一方向的光 Polarizer: 持續旋轉, 每秒 7 轉 Analyzer: 對於Scanning 的量測, 是依據 Tan(Psi) 之值作Tracking 的轉動對於 OMA 的量測, 是固定 45 度, ( 而膜厚小於50 A -25 度 ) Jacket 光纖: 1000m, 適用於 UV Cladding ( PVC 材料 )Core diameter ( 石英材料 ) Analog output PMT (Photo Multiplier Tube): 以1000V 的電壓將電子加速, 經由Detector 得到類比訊號 Photon counting mode (IV0101)前置放大器 PDA (Photo Diode Array) Prism: 解析度 0.5 nm, 非線性分光 order sorting Grating: 解析度: 0.08 nm, 線性分光  會產生多次order 效應 (繞射)

r 光纖 Optical Fiber 光源 Xe Lamp A P PMT PDA Scanninig channel O.M.A. channel 系統簡介全波長橢圓儀

光源 Xenon Lamp: 75 W 短弧放電(Short arc) 高亮度(High brilliance) - 極化偏光器: 持續旋轉, 其頻率為: 7Hz (材質: MgF2) 分析偏光器: 角度可調整 - Scanning 系統: * 兩組單光儀稜鏡 + 光柵 * 光子計數光電倍增管 (Photon counting PMT) - CCD 系統: * 一組單光儀稜鏡 * CCD 檢測器 - 訊號由HADAMART transform 處理

Incidence angle Detector Lamp Analyzer Polarizer rotating

光藉由非零度入射角至樣品表面而反射, 因為樣品的厚度及對光的反應(吸收或透明…)而產生極化狀態的改變 (產生相位及振幅的改變), 此量測方式我們稱為橢圓儀量測. 量測時對於每個波長,我們得到兩個獨立的參數  and  這是絕對性的量測: 我們不需任何參考參數. 這是間接的量測技術: 不能直接得到樣品的 N,K,T. 使用模組公式來描述樣品的物理參數, 求得 N,K,T.

OMA 系統 光纖入口稜鏡 prism (固定) 光譜儀圖解 Multichannel Detector

SCANNING 系統 光纖入口光柵 Grating PMT 稜鏡 Prism NIR detector

EP Ei rp rs fo ES Er Ambient (n0, k0) Thin Film 1 (n1, k1, T1) Thin Film 2 (n2, k2, T2) Thin Film i (ni, ki, Ti) Substrate (ns, ks) rp rs = Tan(Y).e j(D) r = Measured Parameters TanY and CosD

Measured Parameters Tan Y andCos D DUV UV VISIBLE NIR ELLIPSOMETRIC MEASUREMENT

資料庫之建立 ENG Mode SCANNING mode Scanning Measurement Analyze N&K in WinElli NO Results (Good?) Yes NO Regression ENG Mode OMA mode OMA Measurement Set parameters Regression Results (Good?)

Yes Regression ENG Mode OMA mode OMA Measurement NO Set parameters Regression Results (Good?) Yes Save Recipe OPE Mode 續上

全波長橢圓 測厚儀儀器簡介