安捷伦分光光度计：赋能光刻机光学元件性能测试的“光学引擎”

2025-10-28 18:15:27, 安捷伦科技安捷伦科技（中国）有限公司

随着先进制程节点不断推进，193nm ArF准分子激光光刻机在半导体制造中的地位愈发重要。其内部包含大量高精度光学元件，如投影透镜、掩模版、偏振器、退偏器、反射镜等，这些元件的光学性能直接决定了芯片图案的分辨率、均匀性与良率。

如何在研发与量产过程中，精准评估这些元件的透过率、反射率、偏振响应和角度依赖性？安捷伦 Cary4000/5000/6000i/7000 系列紫外可见近红外分光光度计，正是这一挑战的理想解决方案。

以下是光刻机中常见的光学元件及其测试需求：

透镜、窗口、掩模等的透过率测试

反射镜的 45° 反射率测试

偏振器与退偏器的消光比测试

这些测试项目和要求对分光光度计的测试能力提出了较高的要求，测试难度主要体现在：

193 nm 属于深紫外（DUV）区域，微小的环境变化及样品污染都会影响该波段光线的吸收，因此测试过程对设备的稳定性提出了较高的要求。

光刻元件的透过率、反射率、消光比等指标的微小误差都可能会导致图案失真或工艺失效，因此对检测设备的准确度和重复性提出了较高的要求。

193 nm 大角度测试需引入偏振器，但该波段的偏振器材料价格昂贵、加工难度大且易受污染。

安捷伦 Cary4000/5000/6000i/7000 紫外区采用氘灯光源，可覆盖低至 175 nm 的波长范围，配备了光电倍增管（PMT）检测器，可确保在低波段实现超高灵敏度响应；同时，仪器采用双光束设计，可实时校正光源波动与环境干扰，有效提升测试的重复性与准确性；另外，用户可定制深紫外偏振附件，搭配 UMA 附件应用，实现大角度 s/p 偏振下的反射测量与消光比测量。

左图：安捷伦 Cary4000/5000/6000i/7000

右图：安捷伦 Cary7000

安捷伦 Cary 系列紫外可见近红外分光光度计在低波段的测试能力：

主机测试石英片：190-270 nm，0° 透过率，10 次重复测量。

在 193 nm 处 10 次测试，最大值-最小值极差为 0.02%T。

主机测试石英片 0° 透过率 10 次重复性结果

全自动多角度透射率和绝对反射率（UMA）附件，搭配定制的极紫外偏振器测试镀铝镜：190-380 nm，45° 绝对反射率。

大角度下 Rp 和 Rs 在 193 nm 处信噪比良好。

UMA 附件测试铝镜 45° 绝对反射率结果

在先进制程不断演进的今天，光学元件的性能测试已从“可选项”转变为“关键环节”。安捷伦 Cary4000/5000/6000i/7000 系列分光光度计，以其高精度、高效率、全功能的特性，支持光刻胶开发、光学元件选型、材料老化评估、镀膜一致性验证等环节应用，在其过程中发挥着高精度量测分析的重要作用，以帮助工程师快速定位问题、优化工艺、提升良率，助力光刻工艺迈向更高水平。随着半导体制造技术持续发展，对光学元件测量分析的需求将愈发精细，而安捷伦 Cary 系列将继续为这一进程提供坚实的技术支持。