J.A. Woollam 旋转补偿式光谱椭偏仪

一、简介

J.A. Woollam 公司成立于 1987 年，由内布拉斯加大学林肯分校的科研成果衍生而来，长期专注于光谱椭偏测量技术的研发与制造，已在全球安装超过 2000 套椭偏仪系统，广泛应用于半导体、显示、光伏、光学镀膜与新材料等领域的科研与生产。优尼康科技代理该品牌椭偏仪，提供选型咨询、安装培训、售后技术支持与样品测试协助。

M-2000 面向薄膜表征的广泛需求，将光学设计、宽光谱范围与快速数据采集结合在一起。核心是集成高速 CCD 检测的旋转补偿椭偏技术（RCE，Rotating Compensator Ellipsometer），可在一次采集中同步获取数百个波长的椭偏数据。

模块化光学设计是 M-2000 的主要特点，同一套光学系统既可直接连接到镀膜腔室做原位监测，也可配置在各类台式基座上做离线测量。系统采集速率为每秒 20 次，全光谱典型测量时间 0.5 至 5 秒，取决于所需的信噪比。

测量范围覆盖亚纳米至数十微米的透明薄膜，光学常数可测介电质、有机物、半导体与金属。将椭偏数据与透射强度数据联合分析，还可表征厚度小于 50nm 的金属薄膜。

二、技术特点

RCE 旋转补偿技术：旋转补偿器配合高速 CCD 检测，在一次采集中同时获得全部波长的偏振信息，兼顾准确度与灵敏度。

快速光谱探测：采集速率每秒 20 次，全光谱典型测量时间 0.5 至 5 秒，适合批量检测与实时过程监测。

宽光谱覆盖：紫外至近红外同步采集 700 个以上波长点，D 型配置覆盖 193nm、248nm、365nm 等关键光刻波长。

灵活的系统配置：模块化光学设计，既可直接接到镀膜腔室做原位测量，也可装在不同台式基座上做离线检测。

亚单层灵敏度：对表面材料的厚度变化具备亚纳米级灵敏度，可用于超薄膜与界面层的表征。

多材料适用：介电质、有机物、半导体、金属均可测定光学常数，并支持成分、结晶度与导电性等衍生分析。

变温与液体附件：可选 Linkam 温度台 -70 至 600℃，低温保持器与加热台 4.2K 至 1000℃；液体测量可选标准液体池、可加热液体池与电化学池。

型号配置

V 型 370-1000 nm，390 个波长点，卤素灯光源；U 型 245-1000 nm，470 个波长点，氘灯加卤素灯；X 型 245-1000 nm，470 个波长点，氙灯光源，光斑可小至 120μm；X-210 型 210-1000 nm，485 个波长点；D 型 193-1000 nm，500 个波长点，覆盖 193 / 248 / 365nm 关键光刻波长；红外扩展 I 1005-1690 nm，额外 190 个波长点，可在任一配置基础上加装。

三、应用

单层膜、多层堆叠膜、渐变折射率膜与液体界面体系，测量薄膜厚度、折射率 n、消光系数 k、孔隙率与光学常数。

半导体薄膜：栅介质、高 k 介质、SOI、SiGe 等膜层的厚度与光学常数表征，D 型配置覆盖 193nm 关键光刻波长，典型对象 SiO2、SiNx、HfO2、多晶硅、光刻胶。

化合物半导体：GaN、InP、CdTe 等材料的膜厚与光学色散测定，建立组分与光学常数的对应关系。

光学镀膜：增透膜、高反膜、滤光片的膜厚与 n、k 测定，判断镀膜性能是否达到设计值，典型对象 TiO2、SiO2、Ta2O5、MgF2。

显示面板：ITO 透明电极、有机功能层、液晶层的厚度与光学性质表征，支持显示工艺评价。

全吸收薄膜：将椭偏数据与透射强度数据联合分析，表征金属与石墨烯等吸收型薄膜。

光伏薄膜：减反射膜、吸收层的厚度与光学常数测定，典型对象 SiNx 减反射膜、钙钛矿、CIGS、CdTe。

液体界面研究：配合液体池与电化学池，对固液界面的吸附与电化学过程做原位表征。

原位工艺监测：光学系统直接接入工艺腔室，对薄膜生长做实时监控与工艺反馈，适用 MBE、ALD、PECVD、MOCVD、溅射、电子束蒸发等工艺。

大面积面板 Mapping：可配 300mm 自动 Mapping 台，并支持 1.1 × 1.3m 面板的离线与在线扫描。

本地化服务与技术支持：该机型由 J.A. Woollam 制造，优尼康科技代理并提供选型咨询、安装培训与售后技术支持。如需评估样品适用性，可寄送样品或由工程师协助测试，确认测量方案后再行采购。

四、指标参数