J.A. Woollam M-2000 旋转补偿椭偏仪
RCE 旋转补偿技术与高速 CCD 结合，单次同步采集 700 个以上波长，支持腔室原位与台式离线两种配置
旋转补偿式椭偏架构配合高速 CCD，兼顾测量速度与通用性
J.A. Woollam M-2000 光谱椭偏仪面向半导体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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
| 应用领域 | 椭偏测量场景 | 典型测量对象 |
|---|---|---|
| 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。 | 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。 | GaN、InP、SiGe、CdTe、III-V 族化合物 |
| 光学镀膜 | 增透膜、高反膜、滤光片的膜厚与折射率 n、k 测定，判断镀膜性能是否达到设计值。 | 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。 | ITO、有机发光层、液晶、聚酰亚胺 |
| 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。 | 金属薄膜（小于 50nm）、石墨烯、二维材料 |
| 光伏薄膜 | 减反射膜、吸收层的厚度与光学常数测定，支撑电池效率与稳定性优化。 | 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。 | 吸附层、电化学界面、生物分子层 |
| 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。 | MBE、ALD、PECVD、MOCVD、溅射、电子束蒸发 |
M-2000 面向从简单到复杂的多种薄膜体系，可测量与表征的项目包括：
介电薄膜、半导体（晶体/非晶/多晶）、有机物与高分子、金属、二维材料、钙钛矿等。
单层膜、多层堆叠膜、渐变折射率膜、多孔膜、粗糙界面、液体界面等。
厚度、折射率 n、消光系数 k、孔隙率、成分、结晶度、导电性、各向异性、表面粗糙度与界面混合等。
半导体薄膜工艺监控、光学镀膜质检、显示与光伏膜层评价、原位生长监测、材料光学常数建档。
一次测量获得紫外至近红外整段光谱的数据，单次同步采集 700 个以上波长点。
采集速率每秒 20 次，全光谱典型测量时间 0.5 至 5 秒，适合批量检测与动态过程跟踪。
固定 65°，水平自动变角 45°–90°，垂直自动变角 20°–90°；X 型光斑可小至 120μm。
可配 300mm 自动 Mapping 台，并支持 1.1 × 1.3m 面板的离线与在线扫描。
| 参数名称 | 规格 | 参数名称 | 规格 |
|---|---|---|---|
| 仪器类型 | 旋转补偿式光谱椭偏仪（RCE） | 数据采集速率 | 每秒 20 次 |
| 光谱范围 | 193–1690 nm（视配置） | 单次同步波长数 | 700 个以上 |
| 全光谱测量时间 | 0.5–5 秒（视信噪比要求） | 固定入射角 | 65° |
| 水平自动变角 | 45°–90° | 垂直自动变角 | 20°–90° |
| 膜厚测量范围 | 亚纳米至数十微米（透明薄膜） | 聚焦光斑 | X 型可小至 120μm；D/U 型 300μm |
| 变温测量 | Linkam 温度台 -70 至 600 ℃；低温/高温台 4.2 K 至 1000 ℃ | 软件 | CompleteEASE（含孔隙率分析模块） |
| 电源 | 100 / 110 / 220 / 240 VAC，50–60 Hz | 原位适用工艺 | MBE、ALD、PECVD、MOCVD、溅射、电子束蒸发等 |
M-2000 提供多种波长配置，并可加装红外扩展，可按被测材料的吸收特性与工艺需求选择：
| 配置 | 光谱范围 | 同步波长点数 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| V 型 | 370–1000 nm | 390 | 卤素灯光源，可见至近红外常规薄膜表征 |
| U 型 | 245–1000 nm | 470 | 氘灯加卤素灯，覆盖近紫外波段 |
| X 型 | 245–1000 nm | 470 | 氙灯光源，光斑可小至 120μm，适合小样品 |
| X-210 型 | 210–1000 nm | 485 | 紫外延伸至 210nm，兼顾深紫外与可见 |
| D 型 | 193–1000 nm | 500 | 覆盖 193 / 248 / 365nm 关键光刻波长，半导体场景对口 |
| 红外扩展 I | 1005–1690 nm | 额外 190 | 在任一配置基础上加装，用于厚膜与近红外吸收材料 |
数据采集与分析一体，内置多层膜、渐变折射率、粗糙界面与各向异性等拟合模型。
基于 Lorentz-Lorenz 或 Bruggeman 有效介质近似，对多孔薄膜的孔隙率做定量分析。
优尼康科技同时代理 J.A. Woollam 的三款光谱椭偏仪，三款机型定位互补，可按测量对象与使用场景选择：
| 对比项 | RC2 | M-2000 | theta-SE |
|---|---|---|---|
| 核心定位 | 研究级，穆勒矩阵与各向异性表征 | 通用型，原位与产线集成 | 薄膜均匀性 Mapping 专项 |
| 测量能力 | SE / g-SE / MM-SE 全部 16 个穆勒矩阵元素 | SE / g-SE / MM-SE（视配置） | SE / g-SE / MM-SE |
| 光谱范围 | 193–2500 nm（视配置） | 193–1690 nm（视配置） | 400–1000 nm |
| 数据速率 | 全光谱约 1/3 秒 | 每秒 20 次采集 | 可快至 0.3 秒 |
| 角度配置 | 固定 65°，水平 45°–90°，垂直 20°–90° | 固定 65°，水平 45°–90°，垂直 20°–90° | 固定 65° |
| 样品尺寸 | 可配 300×300 mm Mapping 台 | 支持 300 mm 及 1.1×1.3 m 面板扫描 | 内置 300 mm Mapping 台 |
| 适用场景 | 各向异性、退偏振、复杂叠层与纳米结构研发 | 常规薄膜表征与在线工艺监测 | 晶圆全片均匀性检测与量产监控 |
M-2000 由 J.A. Woollam 制造，优尼康科技代理该品牌椭偏仪，提供从选型咨询、安装培训到售后的技术支持。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。
我们用 M-2000 做溅射薄膜的在线监测，光学头直接装在腔体上，每秒 20 次的采集速率能够跟上工艺节拍，膜厚异常可以及时发现，不必等整批做完再检测。
实验室用 D 型配置测光刻胶与高 k 介质，193nm 波段覆盖后，超薄膜的拟合结果比过去稳定。CompleteEASE 的模型库比较全，新材料的建模不用从零开始搭。
我们做光学镀膜的多层膜检测，M-2000 全光谱测量时间短，配合 300mm Mapping 台可以快速看整片均匀性，同一台设备也能做研发样品的精细拟合，利用率高。
常见配置包括 V 型（370–1000nm）、U 型（245–1000nm）、X 型（245–1000nm）、X-210 型（210–1000nm）与 D 型（193–1000nm）。除 V 型外均可加装红外扩展，额外覆盖 1005–1690nm 的 190 个波长点。
可以。M-2000 采用模块化光学设计，光学系统可直接连接到镀膜腔室做原位监测，适用于 MBE、ALD、PECVD、MOCVD、溅射、电子束蒸发等工艺；也可装在台式基座上做离线检测。
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，具体取决于信噪比要求。需要更高精度时可增加平均次数。
可以。将椭偏数据与透射强度数据联合分析，可表征厚度小于 50nm 的金属薄膜，以及对石墨烯等吸收型二维材料做测量。
温度附件包括 Linkam 标准温度台（-70 至 600℃，稳定性 0.1℃）以及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。
优尼康科技代理 J.A. Woollam 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，帮助确认测量方案后再采购。
需要评估您的薄膜样品？
不确定您的薄膜样品是否适合 M-2000 测量？优尼康科技提供样品测试与选型咨询，专业工程师将协助您确认测量方案。
