ELIAS
Weltweit spektral höchstauflösendste, kommerzielle Echelle-Spektrometer-Serie mit Littrow-Anordnung – für die spektrale Vermessung von Emission- und Absorptionslinien insbesondere in der Excimerlaser-Lithographie.
- Intensitätsdynamik von bis zu 4 Größenordnungen
- Spektral höchstauflösend (2,5 Mio.-10 Mio.)
- Sehr hohe Abbildungsqualität
- Einfache und wartungsarme Bedienung
- Motorisierte Optomechaniken
Aufbau
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.
Modelle
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.
ELIAS VUV: Vakuumgekapseltes ELIAS I-Modell für die Messung von F2-Lasern mit 157 nm Wellenlänge.
Modell | ELIAS I ELIAS VUV |
ELIAS II | ELIAS III | ELIAS-LD | WAVEMETER | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Durchgang | einfach | doppelt | doppelt | vierfach | einfach | doppelt | |
Wellenlänge [nm] | λsimul [pm] | λsimul [pm] | λsimul [pm] | λsimul [pm] | λsimul [pm] | λsimul [pm] | λsimul [pm] |
157 | 45 | 14 | – | – | 152 | 49 | |
193 | 48 | 15 | 16,4 | 8,4 | 170 | 52 | 50 |
248 | 64 | 20 | 22,5 | 11,5 | 227 | 71 | |
266 | 73 | 25 | 29,7 | 15 | 275 | 92 | |
532 | 146 | 49 | 59,4 | 29,9 | 551 | 185 | |
766 | 244 | 82 | 92,5 | 47,5 | 846 | 293 | |
1.064 | 292 | 98 | 200 | 101 | – | 626 | |
Wellenlänge [nm] | FWHM [pm] | FWHM [pm] | FWHM [pm] | FWHM [pm] | FWHM [pm] | FWHM [pm] | FWHM [pm] |
157 | 0,254 | 0,083 | – | – | 0,31 | 0,10 | |
193 | 0,283 | 0,086 | 0,060 | 0,030 | 0,34 | 0,11 | 0,34 |
248 | 0,376 | 0,117 | 0,082 | 0,041 | 0,46 | 0,15 | |
266 | 0,428 | 0,147 | 0,112 | 0,056 | 0,55 | 0,19 | |
532 | 0,856 | 0,294 | 0,225 | 0,112 | 1,10 | 0,37 | |
766 | 1,400 | 0,482 | 0,339 | 0,170 | 1,70 | 0,59 | |
1.064 | 1,711 | 0,588 | 0,450 | 0,225 | – | 1,25 |
Technische Änderungen ohne Vorankündigung vorbehalten
Spezifikationen
Optisches Design | Echelle-Monochromator in Littrow-Anordnung |
Öffnungsverhältnis | f/50 |
Genauigkeit der Wellenlängenskala | besser als ± 5 pm nach Kalibrierung mit interner Quecksilberlampe |
Detektor | CCD – ELIAS I: 1.024 px; ELIAS II/III: 2.048 px |
Belichtungszeit, min. | ELIAS I: 18 ms; ELIAS II/III: 2 ms |
Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) | bei Aussteuerung bis 40.000, besser 10.000 (40 dB) |
Rel. Pixeldispersionsfehler | 0,2 fm für 193 nm mit doppeltem Durchgang (abhängig von Wellenlänge) |
Dynamikbereich | 16 Bit AD-Wandlung, realistisch ca. 33.000:1 |
Lichteinkopplung | Faser außer ELIAS-VUV (Spiegeloptik) |
Wellenlängenkalibrierung | mit interner Quecksilberlampe (253,652 nm) |
Computer | PC incl. TFT mit Microsoft Windows |
Software | Sophi, LabVIEW Bibliothek optional |
Abmessungen ohne Detektor (L x B x H) | (1.400 x 310 x 250) mm ELIAS II |
Gewicht ohne Detektor | 50 kg |
Besonderheiten | integrierter mechanischer Shutter |
Technische Änderungen ohne Vorankündigung vorbehalten
Spektren
Anwendungen
- Excimerlaser-Lithographie
- Vermessung der spektralen und zeitlichen Stabilität von Diodenlasern, Festkörperlasern und Emissionslinien von Lampen
- Präzise Bestimmung der Absolutwellenlänge
- LIBS – laserinduzierte Plasmaspektroskopie
Zubehör
Faser
Multimode-Quarz-Fasern für Laser und Spektrometer Einkopplung