在實(shí)際生產(chǎn)過程中，滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的沉積室中常會(huì)涂覆大面積、通常呈圓形的襯底晶片。若能在晶片被切割之前獲取其表面準(zhǔn)確的光學(xué)信息將是非常有意義的。

安捷倫 Cary 7000 UMS 可以搭配自動(dòng)進(jìn)樣器（auto sampler）進(jìn)一步提升測(cè)試性能。如圖所示，自動(dòng)進(jìn)樣器安裝在 UMA 的大樣品室內(nèi)，位于樣品臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸上方。得益于這種設(shè)計(jì)，自動(dòng)進(jìn)樣器不會(huì)限制 UMA 的基本功能。在此基礎(chǔ)上，該設(shè)計(jì)還為樣品定位增加了 2 個(gè)自由度。這些額外的自由度是指圍繞入射光束軸 (I0) 的徑向方向 (z) 和旋轉(zhuǎn)方向 (Φ)。分析人員可根據(jù)不同的樣品類型選擇多種樣品支架，用于安放多個(gè)單獨(dú)的樣品（最多安放 32 個(gè)直徑 1 英寸的樣品）或單個(gè)大直徑樣品（最大直徑 200 mm，8 英寸）。這讓固體自動(dòng)進(jìn)樣器成為了升級(jí) Cary 7000 UMS 的理想之選，儀器升級(jí)后可對(duì)大批量光學(xué)件進(jìn)行光學(xué)表征，還能對(duì)體積更大的單個(gè)樣品進(jìn)行空間測(cè)繪，其實(shí)際分辨率極限可低至 2 mm×2 mm。

以面掃為例，我們將自動(dòng)進(jìn)樣器配置為按表 1 中所示的測(cè)繪特征驅(qū)動(dòng)樣品。該測(cè)繪特征包括通過晶片直徑的 8 根線，角分辨率 Φ = 22.5°。每根線表示間隔 5 mm 的 27 個(gè)空間點(diǎn)，以及 92 mm 和 93 mm 處朝向邊緣的兩個(gè)較小的步長(zhǎng)間隔。我們將 Cary 7000 UMS 設(shè)置為在分析波長(zhǎng)下對(duì)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行短波長(zhǎng)掃描。準(zhǔn)備就緒之后，Cary 7000 UMS 將與自動(dòng)進(jìn)樣器協(xié)同工作，進(jìn)行完全自動(dòng)化地采集。

圖 4 所示為 UV（250 nm）到 NIR（2500 nm）范圍內(nèi)采集到的涂層晶片 s 偏振反射光譜。我們從晶片中心處的光斑采集光譜，因?yàn)轭A(yù)計(jì)該點(diǎn)處的涂層質(zhì)量最佳。通過此光譜可清晰表明，光學(xué)干涉涂層的設(shè)計(jì)意圖是使在 950 nm 至 1150 nm 的窄帶寬內(nèi)，1064 nm 左右的光反射率高于 99%。

在測(cè)繪實(shí)驗(yàn)中，我們使用 Cary 7000 UMS 和自動(dòng)進(jìn)樣器按照表 1 所示的測(cè)繪特征在 s 偏振和 p 偏振下采集 1064 nm 下晶片的反射特性。圖 5 所示為利用 1064 nm 下的反射率值對(duì)測(cè)量點(diǎn)到中心的距離進(jìn)行繪圖得到的測(cè)繪特征。這些特征表明，在 s 偏振和 p 偏振下，從晶片中心到邊緣的反射率均有所下降。各條曲線之間的高度相似性和一致性表明晶片具有中心對(duì)稱的光學(xué)輪廓。通過隨后的目視檢查，可將 90°  弦線上 80 mm 直徑處以及 67.5° 弦線上 85 mm 直徑處的 Rs 和 Rp 異常值直接歸因于晶片表面的污染。

在本案例中，我們使用 Agilent Cary 7000 UMS 和固體自動(dòng)進(jìn)樣器成功分析了直徑 200 mm 的預(yù)切割晶片的涂層均勻性。所得的曲線表明晶片中心到邊緣的涂層質(zhì)量逐漸有所下降。該信息可用于找出并克服涂層工藝中潛在的問題。此測(cè)繪分析可用于質(zhì)量控制，還可應(yīng)用于開發(fā)過程，以最大限度提高效率并減少材料的投入和浪費(fèi)。

并且，Cary 7000 和固體自動(dòng)進(jìn)樣器可廣泛適用于在各種工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中對(duì)光學(xué)材料、涂層和組件進(jìn)行自動(dòng)化常規(guī)多角度的光譜表征。