極紫外光( EUV )及超越極紫外( BEUV )鏡面反射儀

2.1.1 反射儀儀器機構

本實驗使用的反射儀是以鏡面反射( specular reflection )方式來量測，隨 著入射光源與薄膜樣品平面的夾角變化量測反射光的強度變化，如下圖 2 所示，若光源直線前進的角度定義為0 度，光源以掠角( θ，θ= 90°-入射角 ) 入射於平坦的薄膜樣品表面，則反射光源與入射光源夾2θ 處被偵測到。

圖2 入射光(θ)與反射光(2θ)的關係圖

本實驗使用的EUV ( 13.5 nm )與 BEUV ( 6.7 nm )光源設施將於 2.1.2 章 節加以說明，鏡面反射儀是由國家同步輻射研究中心( NSRRC，National Synchrotron Radiation Research Center )的馮學深博士與傅皇文先生團隊所

建置，此研究裝置設計、相關細節與儀器使用方式在本實驗室先前發表的 論文與文獻已有詳細的論述，請參見參考文獻，¹² 下圖 3 與圖 4 為反射儀 設計圖與反射儀實體照片。下文以此反射儀的機構做簡單敘述。

圖3 反射儀結構設計圖

圖4 反射儀實體圖片

反射儀裝置設置由圖2 左方的樣品載台連接圓心轉軸( θ )與圓形測角器 ( goniometer )，而測角器上的雷射讀角裝置精度規格可達千分之二，在右方 的光雙偶偵測器( IRP，AXUV100G )連接於圓心轉軸懸臂( 2θ )，其轉軸測 角器的雷射讀角裝置精度規格可達千分之四，此測角器包含高精度光學教 準步進馬達與雷射校準讀角裝置，將上述裝置製作在同一真空腔體上並將 兩轉軸設定為共軸心，使 θ-2θ 在同一轉軸上，將此系統接上 EUV ( BEUV ) 光源後即為SEUVR ( SBEUVR )。控制系統程式、數據擷取與紀錄的軟體 為 SPEC 套裝軟體。此軟體是 UNIX 為基底的程式軟體，而反射儀控制程 式與指令設定由國家同步輻射研究中心劉金炎先生撰寫。

樣品與磁鐵樣品載台的細部構造如圖5，載台可放置樣品寬度約 1.9±0.1 cm，將樣品背面以真空銅膠平貼於矩形磁鐵上，以磁鐵磁性將薄膜樣品緊

密吸附於中心圓柱轉軸( θ )上的凹槽中，如圖 5 所示，薄膜樣品因磁鐵與圓 柱轉軸鐵材的緊密貼合，使薄膜樣品表面與光源的夾角被轉軸鐵材面所定 義。

圖5 鐵材中心轉軸與樣品載台示意圖

2.1.2 反射儀零度校正

操作反射儀量測前，樣品與偵測器的旋轉軸心需共軸操作，其操作過程 在本研究團隊先前的論文已有詳細論述，請參見參考文獻，^7,8 此共軸條件 一經固定後將不再變動，故在此僅敘述進行實驗時反射儀系統連接光束線 08A1 的操作步驟:

定義光源的入射角( θ )為零度( 絕對零度 )。

(1) 利用望遠鏡粗略調整反射儀入口中心、轉軸鐵材面(吸附磁鐵樣品載台 的溝槽面，如圖 5 所示)、反射儀出口中心與同步輻射光徑在同一直 線上。此時光源須調製可見的 0 階光，光束線上的可調式光狹縫調至 10 µm × 10 µm。

(2) 將光源調至 13.5 nm 或 6.7 nm 光源，並調整光狹縫至 200 µm × 200