عنصر لیزر خطی برای بازرسی ویفر چیست؟

در صنعت نیمه هادی، عیوب سطحی و ذرات بسیار کوچک یک مشکل اساسی است که می تواند باعث کاهش بازده و صرف زمان و هزینه تولید شود. بنابراین، تشخیص عیوب و آلودگی در سطوح ویفر نیمه هادی بسیار مهم است، چالشی که بسیاری از مشتریان در صنعت اندازه گیری نیمه هادی با آن مواجه هستند. یکی از روش‌های سریع و مقرون‌به‌صرفه برای بازرسی سطح ویفر، استفاده از روشنایی خط لیزر و میکروسکوپ میدان تاریک/روشن برای تشخیص نقص‌ها، معمولاً زیر ۱۰۰ نانومتر در طول موج‌های فرابنفش عمیق (DUV) است. در این روش، Holoor نشان می دهد که وقتی خط به صورت شعاعی اسکن می شود، ویفر می چرخد ​​و یک منطقه نمونه برداری بزرگ از ویفر ایجاد می کند که می تواند زمان اسکن را کاهش دهد. از آنجایی که اکثر لیزرهای فرابنفش و فرابنفش عمیق دارای مشخصات خروجی خط نیستند، الفعنصر لیزر خطیاغلب برای شکل دادن به لیزر به شکل خطی استفاده می شود.

الزامات استفاده از عناصر نوری لیزر خطی در بازرسی ویفر نیمه هادی

الزامات تشخیص عیب ویفر با استفاده از خطوط لیزر در طول موج های فرابنفش عمیق بسیار سخت است - اغلب آنها باید خطوط بسیار طولانی (10 میلی متر) باشند و در عین حال خط لیزر را حفظ کنند. 10 میلی متر عرض باریک و یکنواختی عالی. برای میکروسکوپ میدان تاریک، خط لیزر باید بر روی ویفر با زاویه چرای پرتاب شود و در عین حال در طول خط بسیار طولانی به شدت متمرکز شود. معمولاً نمی توان چنین خطوطی را با یک عنصر نوری پراش منفرد، مانند هموژنایزر خطی، به دست آورد، زیرا آنها لکه هایی را در لیزر تک حالته ایجاد می کنند، در حالی که لیزر چند حالته نمی تواند روی یک خط تنگ با عمق فوکوس معقول فوکوس کند.

این نوع عملکرد به اپتیک های شکل دهنده پرتوی با دقت بالا نیاز دارد تا خطوط لیزری با وضوح، یکنواختی، عرض و طول لبه مورد نظر تولید کند. این دقت را اغلب می توان با اپتیک پراش یا اپتیک آزاد شکل به دست آورد.

روش شکل دهی پرتو برای تشخیص عیب ویفر

الزامات سختگیرانه برای ماژول های لیزری خطی نشان می دهد که چندین راه حل ممکن برای چالش های شکل دهی پرتو وجود دارد، که همه آنها به سیستم های نوری انکسار یا شکست فرم آزاد با اجزای چند جزئی نیاز دارند.

برای موارد معمولی با طول خط در محدوده 10-20 میلی‌متر، لیزر فرابنفش عمیق تک حالته قدرت کافی برای تشخیص فراهم می‌کند. این وضعیت مستلزم شکل دهی پرتوهای بالای تخت چند عنصر است، جایی که اولین عنصر خطوط را تولید می کند و آخرین عنصر در سیستم شبیه به یک لنز نوری پراش است که برای تلاقی خطوط و تمرکز آنها بر روی محورهای سریع و کند استفاده می شود. برای خطوط بسیار طولانی، معمولاً 50 میلی متر است، لیزرهای تک حالته DUV به ندرت دارای قدرت لیزر بالایی هستند. بنابراین، یک لیزر چند حالته باید استفاده شود، که نیاز به تبدیل M2 برای تمرکز روی خط باریک دارد. این را می توان با ترکیب محلول های پراش مانند Leanline با هموژنایزرهای خط برای ایجاد یکنواختی خوب به دست آورد. از عناصر نوری پراش پرتو لیزر می توان برای ایجاد خطوط کانونی با همان شدت استفاده کرد. این خط برای اسکن در امتداد یک مسیر شعاعی در ویفر استفاده می‌شود و امکان تشخیص نقص با وضوح بالا در توان لیزر پایین‌تر را فراهم می‌کند. این به قیمت کاهش سرعت اسکن است، زیرا منطقه ای که در هر زمان مشخص می شود به طور قابل توجهی کوچکتر است.

مزایای زمانی که به عنوان یک عنصر شکل دهنده کلید در عناصر لیزری درون خطی استفاده می شود اپتیک پراش چندین مزیت کلیدی در شکل دادن لیزر به یک خط (یا خطوط) برای کاربردهای سخت مانند اندازه گیری ویفر ارائه می دهد:

1. عناصر نوری پراش دارای دقت زاویه ای تقریباً مطلق هستند - این در زمانی که نیاز به اندازه گیری فواصل دقیق است، مانند کاربردهای مترولوژی دقیق، بسیار مهم است.

2. عناصر نوری پراش دارای LDT (آستانه آسیب) بالایی هستند و عناصر نوری Doe معمولاً عناصر تخت هستند، بنابراین می توان آنها را مستقیماً در سیستم های چند جزئی ادغام کرد.

3. عناصر نوری DOE می توانند چندین عملکرد را در یک سطح ترکیب کنند. برای مثال، می‌توان از یک تقسیم‌کننده خط لیزری در ترکیب با یک پخش‌کننده خط برای تولید خطوط متعدد استفاده کرد که تشخیص نقص چند کاناله را امکان‌پذیر می‌سازد (به پیکسل‌های یک آشکارساز خطی اجازه می‌دهد بدون نور فرابنفش عمیق "استراحت کنند".

4. اپتیک های شکل دهی پرتو لیزر بر اساس عناصر نوری پراش حساسیت حرارتی بسیار پایینی دارند، تقریباً هیچ لنز حرارتی وجود ندارد، حتی یک فوکوس جزئی به عملکرد آسیب می رساند، بنابراین به ویژه برای شکل دادن به خطوط لیزری باریک مناسب است.

پرسش و پاسخ:

1. چگونه می توان از اجزای لیزر خطی برای تشخیص عیب ویفر استفاده کرد؟

در بازرسی ویفر، از پرتوهای فرابنفش عمیق یا خطوط نقطه ای به عنوان منابع روشنایی برای دستیابی به وضوح استفاده می شود. میکروسکوپ میدان روشن یا تاریک با وضوح بالا 100 نانومتری. خط توسط یک عنصر لیزر خط یا یک تقسیم کننده خط لیزری ایجاد می شود.

2. چالش های شکل دهی خط لیزری در بازرسی ویفر چیست؟

کاربردهای مترولوژیکی مانند تشخیص عیب ویفر به استحکام بسیار یکنواخت محور طولانی (10 میلی متر) نیاز دارند، در حالی که معمولاً مورد نیاز است. خط باریک 10 میلی متری برای حفظ وضوح تشخیص نقص بالا. لبه‌های تیز نیز مورد نیاز است، و در میکروسکوپ میدان تاریک، خطوط نیز باید با زاویه‌ی چرای بالا نمایش داده شوند و در عین حال تمرکز محکم خود را حفظ کنند.

3. کدام روش های شکل دهی پرتو برای تشخیص عیب ویفر استفاده می شود؟

یک نقطه خطی معمولی یک سیستم چند جزئی است که یک خط باریک با سطح صاف و همسو و متمرکز روی سطح ایجاد می کند. روش دیگر، یک تقسیم‌کننده لیزری می‌تواند خطی از نور تولید کند که می‌تواند در حین چرخش ویفر به صورت شعاعی اسکن شود. خطوط طولانی تر نیاز به قدرت لیزر بالاتری دارند که تنها با لیزرهای چند حالته قابل دستیابی است. بنابراین، عنصر نوری یک ژنراتور خط لیزری معمولاً شامل یک جزء تبدیل M2 است که اجازه می‌دهد خط به شدت روی یک محور متمرکز شود در حالی که آن را در محور دوم یکنواخت‌تر می‌کند و به دنبال آن یک صفحه تراز خط و یک عنصر نوری متمرکز می‌شود.

4. مزایای اجزای نوری پراش نسبت به ماژول های لیزری خطی چیست؟

ماژول لیزر خط پراش دقت زاویه ای تقریباً مطلق را ارائه می دهد، یک پارامتر کلیدی که برای تثبیت فرآیند اندازه گیری لازم است. آنها همچنین دارای آستانه آسیب مسطح و بالا و توانایی ادغام چند اپتیک روی یک سطح هستند که آنها را برای سیستم های چند جزئی که با DUV های پرقدرت کار می کنند ایده آل می کند.

اطلاعات تماس:

اگر ایده ای دارید، در صورت تمایل با ما صحبت کنید. مهم نیست که مشتریان ما کجا هستند و نیازهای ما چیست، ما هدف خود را دنبال خواهیم کرد تا با کیفیت بالا، قیمت پایین و بهترین خدمات به مشتریان خود ارائه دهیم.