Weltweit spektral höchstauflösendste, kommerzielle Echelle-Spektrometer-Serie mit Littrow-Anordnung – für die spektrale Vermessung von Emission- und Absorptionslinien insbesondere in der Excimerlaser-Lithographie.
Die ELIAS Emission Line Analyzing Spectrometer Modelle gehören zu einer weltweit einzigartigen Monochromator-Serie, mit denen eine spektral hochauflösende quantitative Vermessung schmalbandiger Laserlinien bei einer Intensitätsdynamik von bis zu vier Größenordnungen möglich ist. Durch den Einsatz einer CCD-Kamera mit einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis von bis zu 40.000 können die Linienprofile innerhalb ihrer spektralen Umgebung simultan detektiert werden. Das patentierte optische Design auf Basis eines Echelle-Gitters verfügt über eine annähernd beugungsbegrenzte Abbildungsqualität bei gleichzeitig ausreichend hoher Lineardispersion um die Halbwertsbreiten der Linien bei den typischen Pixel-Breiten der Zeilendetektoren noch mit 5 bis 10 Pixeln auflösen zu können.
Die Verwendung eines 360 mm breiten Echelle-Gitters innerhalb einer Littrow-Anordnung erlaubt je nach ELIAS-Ausführung den einfachen, zweifachen oder sogar vierfachen Durchgang. Dies gestattet entweder eine ausgesprochen präzise Liniencharakterisierung mit extrem hohem Auflösungsvermögen oder eine größere Inspektionsbereichsanalyse mit reduziertem Auflösungsvermögen und höherer Empfindlichkeit. Durch einen 2,5 m offaxis Paraboloidspiegel und eine nachgeordnete anamorphotische Vergrößerungsoptik mit einem tangentialen Abbildungsmaßstab von 4:1 wird eine Kamera-Brennweite von 10 m erreicht.
Die ELIAS-Spektrometer sind thermisch und mechanisch äußerst stabil und verfügen über vollständig motorisierte Optomechaniken für eine automatische Fokussierung und Ausrichtung des Spektrums auf den Detektor. Durch den Einsatz von Reflexionsoptiken mit Breitband-UV-Schichten werden chromatische Aberrationen vermieden. Die Einkopplung der Strahlung in das Spektrometer erfolgt über eine SMA-Faser oder durch eine reine Reflexions-Transferoptik.
Mit der mitgelieferten Software Sophi werden sämtliche Funktionen der Spektrometer-Detektor-Einheit über eine intuitiv zu bedienende grafische Benutzeroberfläche gesteuert. Ein Scan-Messmodus ermöglicht das sequentielle Messen eines größeren Wellenlängenbereichs, der größer ist als der jeweils freie Spektralbereich des Spektrometers. Eine optionale LabVIEW Bibliothek ermöglicht die komplette Fernsteuerung des ELIAS und damit die Integration in komplexe Prüfplätze.
Der optische Aufbau ist in allen Modellen der ELIAS-Serie mit der Standardausführung ELIAS I identisch.
ELIAS I: Standardmodell der ELIAS-Serie.
ELIAS II: ELIAS-Modell mit einem wesentlich höheren spektralen Auflösungsvermögen, schnellen Shutter und hochauflösenden, stärker gekühlten Detektorsystem für verbesserte zeitaufgelöste Messungen bei höherem Signal-Rausch-Verhältnis.
ELIAS III: Weiterentwicklung des ELIAS II mit integriertem Reflektor, durch den eine vierfache Nutzung des Echelle-Gitters und somit eine Verdopplung der spektralen Auflösung eines ELIAS II erreicht wird.
ELIAS LD: Low Dispersion ELIAS-Modell, bei dem die Halbwertsbreiten der Linien nicht mehr mit 5 bis 10 Pixeln aufgelöst sind. Der freie Spektralbereich kann dadurch mehr als verdreifacht werden ohne das spektrale Auflösungsvermögen gegenüber dem ELIAS I wesentlich zu verringern.
WAVEMETER: ELIAS I-Modell für die Bestimmung der Absolutwellenlänge 193 nm.
| Spezifikation | ELIAS I | ELIAS II | ELIAS III: | ELIAS LD | WAVEMETER |
|---|---|---|---|---|---|
| Grundlegende Spezifikationen | |||||
| Optisches Design | Echelle-Monochromator in Littrow-Anordnung | ||||
| Brennweite | bis zu 10000 mm | bis zu 10000 mm | bis zu 10000 mm | bis zu 10000 mm | bis zu 10000 mm |
| Auflösung | 2,5 Mio.-10 Mio | 2,5 Mio.-10 Mio | 2,5 Mio.-10 Mio | 2,5 Mio.-10 Mio | 2,5 Mio.-10 Mio |
| Öffnungsverhältnis | f/50 | f/50 | f/50 | f/50 | f/50 |
| Spaltbreite | 25 x 1,000 µm | 25 x 1,000 µm | 25 x 1,000 µm | 25 x 1,000 µm | 25 x 1,000 µm |
| Wellenlängenbereich | 190 - 1,100 nm | 190 - 550 nm | 190 - 550 nm | 190 - 550 nm | 190 - 550 nm |
| Spektrale Auflösung FWHM | 85 - 240 fm | 60-170 fm | 22 -63 fm | — | — |
| Genauigkeit der Wellenlängenskala | spectral resolution x 4 | spectral resolution x 4 | spectral resolution x 4 | spectral resolution x 4 | spectral resolution x 4 |
| Simultaner Inspektionsbereich | 15 - 98 pm | 16 - 200 pm | 8 - 100 pm | 52 - 625 pm | 52 - 625 pm |
| Lineardispersion* | 0,02 nm / mm ( bei 193 nm) | 0,01 nm / mm ( bei 193 nm) | 0,005 nm / mm ( bei 193 nm) | 0,08 nm / mm (bei 193 nm) | 0,08 nm / mm (bei 193 nm) |
| Abmessungen ohne Detektor (L x B x H) | 1.400 x 310 x 250 | 1.400 x 310 x 250 | 1.400 x 310 x 250 | 1.400 x 310 x 250 | 1.400 x 310 x 250 |
| Gewicht ohne Detektor | 50 kg | 50 kg | 50 kg | 50 kg | 75 kg |
| Besonderheiten | — | — | — | — | — |
| Detektor & System | |||||
| Detektor | CCD –2.048 px | CCD –2.048 px | CCD –2.048 px | CCD –1.024 px | CCD –1.024 px |
| Belichtungszeit, min. | 2 ms | 2 ms | 2 ms | 20 ms | 20 ms |
| Dynamikbereich | 16 Bit AD-Wandlung, realistisch ca. 33.000:1 | 16 Bit AD-Wandlung, realistisch ca. 33.000:1 | 16 Bit AD-Wandlung, realistisch ca. 33.000:1 | 16 Bit AD-Wandlung, realistisch ca. 33.000:1 | 16 Bit AD-Wandlung, realistisch ca. 33.000:1 |
| Lichteinkopplung | fibre optic or free beam | fibre optic or free beam | fibre optic or free beam | fibre optic or free beam | fibre optic or free beam |
| Wellenlängenkalibrierung | mit interner Kalibrierlampe (253,652 nm) | mit interner Kalibrierlampe (253,652 nm) | mit interner Kalibrierlampe (253,652 nm) | mit interner Kalibrierlampe (253,652 nm) | mit interner Kalibrierlampe (253,652 nm) |
| Steuerung | — | — | — | — | — |
| Software | Sophi, LabVIEW Bibliothek optional | Sophi, LabVIEW Bibliothek optional | Sophi, LabVIEW Bibliothek optional | Sophi, LabVIEW Bibliothek optional | Sophi, LabVIEW Bibliothek optional |
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