用于椭圆光度测量的激光驱动光源

Energetiq Technology 是滨松光子学 (Hamamatsu Photonics) 的全资子公司，以其创新的激光驱动光源 (LDLS™) 而闻名。 LDLS 产品用于许多半导体应用，包括光谱椭圆光度术。

椭偏仪简介

光谱椭圆光度术是一种用于检查纳米级材料的无损计量方法，对于确定薄膜基板的厚度以及质量监控和缺陷分析特别有用。该技术至少可以追溯到 1886 年，当时德国物理学家 Paul Drude 开发了基本方程，并于 1945 年首次被称为“椭圆测量法”。

椭圆偏振仪通过测量反射光偏振的变化来测量光与样品材料的相互作用。该技术可用于测量多层膜的厚度、折射率和吸收率。

椭圆偏振仪的主要组件是准直宽带光源(例如 Energetiq 的 EQ-99X LDLS)、偏振器以及分析仪和检测器对(如图 1 所示)。一些椭圆偏振仪还使用补偿器来修改准直光的偏振。

图 1：椭圆偏振仪的主要组件是光源、偏振器和探测器。一些椭偏仪还使用补偿器。

椭偏仪应用

Energetiq 的创新 LDLS 技术使用 CW 激光器来激发和维持非常小的氙等离子体，从而产生极其明亮的宽带光，如图 2 所示。在氙弧灯和氘灯等传统方法中，亮度、空间稳定性和灯寿命受到使用电极将功率耦合到等离子体的限制。 Energetiq 的 LDLS 技术可在灯的使用寿命期间实现极其稳定的光产生，因为激光器为等离子体提供了所有能量(电极仅在非常短暂的点火过程中使用)。

Energetiq 的光源通常用于光谱椭圆光度术，用于半导体行业的薄膜表征。椭圆测量法还有其他一些应用，从物理科学研究到数据存储解决方案、平板显示器、生物传感和眼镜光学镀膜。最近，医学领域的研究人员开始使用椭圆光度术来检查生物样本。

优质光源

Energetiq 的激光驱动光源因其极高的亮度、宽广的发射光谱和非常小的光斑尺寸而成为椭圆光度测量的理想选择。其他常用的椭偏仪光源包括固态激光器、传统的氙弧灯或汞弧灯。

对于像半导体制造中的许多工艺一样需要比较大吞吐量的大批量生产应用，亮度成为选择光源时非常重要的因素。亮度描述了光源有效地将光子耦合到小区域的能力。例如，在半导体制造中，每秒传输更多光子意味着每秒进行更多测量，即更高的生产吞吐量。

LDLS 在宽光谱范围内具有亮度优势，是纳米级应用的理想选择，因为它从直径小至 100 µm 的氙等离子体点提供无与伦比的光子数量。由于光来自如此小的光点，因此宽带输出可以非常有效地耦合到许多具有小集光率的光学系统中。

当您考虑到 LDLS 的宽波长范围时，它就变得更具吸引力。 LDLS 在 170 nm 至 2,400 nm 的电磁波谱 UV-Vis-NIR 范围内提供极高的亮度。这是相关的，因为根据被检查样品的材料特性及其厚度，不同的波长是比较好的。使用 LDLS，椭偏仪可以同时提供有关多种材料属性的信息。对于使用单色激光光源的椭圆偏振仪，用户仅限于特定的波长，并且可能需要多个激光器来解锁被测样品的信息。借助 LDLS，椭偏仪可用于多种应用。例如，具有非常薄层的半导体制造需要深紫外波长，但平板显示器的质量控制需要可见光。

LDLS 工作原理

Energetiq 的创新 LDLS 技术使用 CW 激光器来激发和维持非常小的氙等离子体，从而产生极其明亮的宽带光，如图 2 所示。在氙弧灯和氘灯等传统方法中，亮度、空间稳定性和灯寿命受到使用电极将功率耦合到等离子体的限制。 Energetiq 的 LDLS 技术可在灯的使用寿命期间实现极其稳定的光产生，因为激光器为等离子体提供了所有能量(电极仅在非常短暂的点火过程中使用)。

图 2：椭圆偏振仪的主要组件是光源、偏振器和探测器。一些椭偏仪还使用补偿器。

结论

在许多其他应用中，光谱椭偏仪是薄膜表征的重要工具。与椭偏测量应用中使用的其他光源相比，激光驱动光源具有许多优点。独特的工作原理可比较大限度地延长使用寿命并确保高空间稳定性，从而在生产环境中实现高通量测量。极高的亮度和宽广的波长范围消除了有限波长范围带来的任何障碍，从而提高了椭圆偏振仪的灵活性，非常适合实验室或其他多用途或研究环境。为了实现最准确和精确的测量，来自 Energetiq 的宽带光源开启了光谱椭圆光度术的新可能性。

审核编辑 黄宇