Co je čárový laserový prvek pro kontrolu waferů?

V polovodičovém průmyslu jsou velkým problémem extrémně malé povrchové defekty a částice, které mohou snížit výtěžky a spotřebovat čas a náklady na výrobu. Detekce defektů a kontaminace na površích polovodičových destiček je proto kritická, což je problém, kterému čelí mnoho zákazníků v odvětví metrologie polovodičů. Jednou z rychlých a nákladově efektivních metod pro inspekci povrchu plátků je použití laserového čárového osvětlení a mikroskopie tmavého/světlého pole k detekci defektů, typicky pod 100 nm na vlnových délkách hlubokého ultrafialového záření (DUV). V této metodě Holoor ukazuje, že když je čára snímána radiálně, wafer se otáčí a vytváří tak velkou vzorkovací plochu waferu, což může zkrátit dobu skenování. Protože většina ultrafialových a hlubokých ultrafialových laserů nemá liniový výstupní profil, ačárový laserový prvekse často používá k tvarování laseru do čárového tvaru.

Požadavky na použití optických prvků liniového laseru při kontrole polovodičových destiček

Požadavky na detekci defektů waferů pomocí laserových čar na hlubokých ultrafialových vlnových délkách jsou velmi přísné – často se musí jednat o velmi dlouhé čáry (＞10 mm), při zachování laserové linie. 10um úzká šířka a vynikající jednotnost. Pro mikroskopii v tmavém poli musí být laserová čára promítnuta na plátek pod úhlem odlesku a přitom zůstat pevně zaostřena po velmi dlouhé délce čáry. Takové čáry nelze obvykle dosáhnout jediným difraktovaným optickým prvkem, jako je lineární homogenizér, protože vytvářejí skvrny na jednovidovém laseru, zatímco multimódový laser nemůže zaostřit na těsnou čáru v přiměřené hloubce ostrosti.

Tento typ výkonu vyžaduje vysoce přesnou optiku pro tvarování paprsku Holoor pro generování laserových linií s požadovanou čistotou hran, rovnoměrností, šířkou a délkou. Této přesnosti lze často dosáhnout difrakční optikou nebo optikou volného tvaru.

Metoda tvarování paprsku pro detekci vad waferu

Přísné požadavky na lineární laserové moduly naznačují, že existuje několik možných řešení problémů tvarování paprsku, z nichž všechna vyžadují systémy difrakční nebo refrakční optiky volného tvaru s vícesložkovými komponenty.

V typických případech s délkami čar v rozsahu 10-20 mm poskytuje dostatečný výkon pro detekci jednomódový hluboký ultrafialový laser. Tato situace vyžaduje víceprvkové tvarování plochého paprsku, kde první prvek vytváří čáry a poslední prvek v systému je podobný difrakční optické čočce, která se používá ke kolimaci čar a jejich zaostření na rychlou a pomalou osu. U velmi dlouhých linií je to obvykle ＞50 mm, jednovidové DUV lasery mají zřídka vysoký výkon laseru. Proto musí být použit multimódový laser, který vyžaduje transformaci M2 pro zaostření na úzkou linii. Toho lze dosáhnout kombinací difrakčních roztoků, jako je Leanline, s liniovými homogenizátory pro vytvoření dobré uniformity. Děliče laserového paprsku difrakční optické prvky lze použít pro generování ohniskových čar se stejnou intenzitou. Čára se používá ke skenování podél radiální dráhy v plátku, což umožňuje detekci defektů s vysokým rozlišením při nižším výkonu laseru. To přichází za cenu zpomalení rychlosti skenování, protože zobrazovaná oblast je v daném okamžiku výrazně menší.

Výhody při použití jako klíčový tvarovací prvek v in-line laserových prvcích Difrakční optika nabízí několik klíčových výhod při tvarování laseru do čáry (nebo čar) pro náročné aplikace, jako je měření waferů:

1. Difrakční optické prvky mají téměř absolutní úhlovou přesnost – to je zásadní, když je třeba měřit přesné vzdálenosti, jako například v aplikacích přesné metrologie.

2. Difrakční optické prvky mají vysoký LDT (prah poškození) a optické prvky Doe jsou obvykle ploché prvky, takže je lze přímo integrovat do vícesložkových systémů.

3.Optické prvky DOE mohou kombinovat více funkcí na jednom povrchu. Například laserový dělič linií lze použít v kombinaci s liniovým difuzorem pro generování více linií, což umožňuje vícekanálovou detekci defektů (což umožňuje pixelům v lineárním detektoru „odpočívat“ bez hlubokého ultrafialového osvětlení).

4. Optika tvarující laserový paprsek založená na difrakčních optických prvcích má velmi nízkou tepelnou citlivost, téměř žádnou tepelnou čočku, dokonce i mírné rozostření poškodí výkon, takže je zvláště vhodná pro úzké tvarování laserových linií.

Otázka a odpověď:

1. Jak lze komponenty liniového laseru použít pro detekci defektů waferů?

Při kontrole plátků se jako zdroje osvětlení k dosažení rozlišení používají hluboké ultrafialové paprsky nebo bodové čáry. 100nm mikroskopie ve světlém nebo tmavém poli s vysokým rozlišením. Linka je generována čárovým laserovým prvkem nebo laserovým děličem čar.

2. Jaké jsou výzvy laserového tvarování čar při kontrole plátků?

Metrologické aplikace, jako je detekce defektů plátků, vyžadují dlouhou osu (＞10 mm) velmi rovnoměrnou pevnost, i když je obvykle vyžadována. 10um úzká linie pro udržení vysokého rozlišení detekce defektů. Ostré hrany jsou také vyžadovány a v mikroskopii v tmavém poli je také potřeba promítat čáry pod vysokým úhlem promítání při zachování jejich těsného zaostření.

3. Které metody tvarování svazku se používají pro detekci defektů waferů?

Typický lineární bod je vícesložkový systém, který vytváří kolimovanou úzkou linii s plochým vrcholem zaměřenou na povrch. Alternativně může laserový rozdělovač produkovat linii světla, kterou lze poté radiálně skenovat při otáčení plátku. Delší čáry vyžadují vyšší výkon laseru, čehož lze dosáhnout pouze s multimódovými lasery. Optický prvek generátoru laserových čar proto obvykle obsahuje konverzní komponent M2, který umožňuje, aby čára byla pevně zaostřena na jedné ose, zatímco je rovnoměrnější na druhé ose, následuje list pro vyrovnávání čar a zaostřovací optický prvek.

4. Jaké jsou výhody difrakčních optických komponent oproti lineárním laserovým modulům?

Modul difrakčního čárového laseru poskytuje téměř absolutní úhlovou přesnost, klíčový parametr potřebný pro stabilizaci metrologického procesu. Mají také ploché, vysoké prahy poškození a schopnost integrovat více optiky na jeden povrch, díky čemuž jsou ideální pro vícesložkové systémy pracující s vysoce výkonnými DUV.

Kontaktní informace:

Pokud máte nějaké nápady, neváhejte se na nás obrátit. Bez ohledu na to, kde jsou naši zákazníci a jaké jsou naše požadavky, budeme sledovat náš cíl poskytovat našim zákazníkům vysokou kvalitu, nízké ceny a nejlepší služby.