Hvad er linjelaserelementet til waferinspektion?

I halvlederindustrien er ekstremt små overfladefejl og partikler et stort problem, som kan reducere udbyttet og optage tid og omkostninger ved produktionen. Derfor er det kritisk at opdage defekter og kontaminering på halvlederwaferoverflader, en udfordring, som mange kunder i halvledermetrologiindustrien står over for. En af de hurtige og omkostningseffektive metoder til waferoverfladeinspektion er at bruge laserlinjebelysning og mørk/lys feltmikroskopi til at detektere defekter, typisk under 100 nm ved dybe ultraviolette (DUV) bølgelængder. I denne metode viser Holoor, at når linjen scannes radialt, roterer waferen, hvilket skaber et stort prøveudtagningsområde af waferen, hvilket kan reducere scanningstiden. Da de fleste ultraviolette og dybe ultraviolette lasere ikke har en linjeoutputprofil, enlinje laser elementbruges ofte til at forme laseren til en linjeform.

Krav til brug af linjelaseroptiske elementer i halvlederwaferinspektion

Kravene til wafer-defektdetektion ved brug af laserlinjer ved dybe ultraviolette bølgelængder er meget strenge - ofte skal de være meget lange linjer (~10 mm), mens laserlinjen bevares. 10um smal bredde og fremragende ensartethed. Til mørkefeltsmikroskopi skal laserlinjen projiceres på waferen i en græsningsvinkel, mens den forbliver tæt fokuseret over en meget lang linjelængde. Sådanne linjer kan sædvanligvis ikke opnås med et enkelt diffrakteret optisk element, såsom en lineær homogenisator, fordi de producerer pletter på en enkelt-mode laser, mens en multimode laser ikke kan fokusere til en stram linje ved en rimelig dybde af fokus.

Denne type ydeevne kræver Holoors højpræcisions stråleformende optik for at generere laserlinjer med den ønskede kantklarhed, ensartethed, bredde og længde. Denne præcision kan ofte opnås ved hjælp af diffraktiv optik eller friformsoptik.

Stråleformningsmetode til påvisning af waferfejl

De strenge krav til lineære lasermoduler indikerer, at der er flere mulige løsninger på udfordringerne ved stråleformning, som alle kræver diffraktive eller friformede brydningsoptiksystemer med flerkomponentkomponenter.

Til typiske tilfælde med linjelængder i området 10-20mm, giver en enkelt-mode dyb ultraviolet laser tilstrækkelig kraft til detektion. Denne situation kræver flerelements flad-top stråleformning, hvor det første element producerer linjer, og det sidste element i systemet ligner en diffraktiv optisk linse, der bruges til at kollimere linjerne og fokusere dem på de hurtige og langsomme akser. For meget lange linjer er det normalt ＞50 mm, single-mode DUV-lasere har sjældent høj lasereffekt. Derfor skal der bruges en multimode laser, som kræver en M2 transformation for at fokusere til den smalle linje. Dette kan opnås ved at kombinere diffraktionsopløsninger såsom Leanline med linjehomogenisatorer for at frembringe god ensartethed. Laserstråledelere diffraktive optiske elementer kan bruges til at generere brændpunkter med samme intensitet. Linjen bruges til at scanne langs en radial bane i waferen, hvilket muliggør detektering af defekter i høj opløsning ved lavere lasereffekt. Dette kommer på bekostning af at sænke scanningshastigheden, da det afbildede område på et givet tidspunkt er væsentligt mindre.

Fordele ved brug som et nøgleformningselement i in-line laserelementer Diffraktiv optik tilbyder flere vigtige fordele ved at forme en laser til en linje (eller linjer) til krævende applikationer såsom wafermåling:

1. Diffraktive optiske elementer har næsten absolut vinkelnøjagtighed - dette er afgørende, når der skal måles præcise afstande, f.eks. ved præcisionsmetrologiske applikationer.

2. Diffraktive optiske elementer har en høj LDT (skadetærskel), og Doe optiske elementer er normalt flade elementer, så de kan integreres direkte i flerkomponentsystemer.

3.DOE optiske elementer kan kombinere flere funktioner på en enkelt overflade. For eksempel kan en laserlinjesplitter bruges i kombination med en linjediffusor til at generere flere linjer, hvilket muliggør detektering af flere kanaler (der tillader pixels i en lineær detektor at "hvile" uden dyb ultraviolet belysning).

4. Laserstråleformningsoptik baseret på diffraktive optiske elementer har meget lav termisk følsomhed, næsten ingen termisk linse, selv en let defokusering vil skade ydeevnen, så den er særligt velegnet til smal laserlinjeformning.

Spørgsmål og svar:

1. Hvordan kan linjelaserkomponenter bruges til påvisning af waferfejl?

Ved waferinspektion bruges dybe ultraviolette stråler eller punktlinjer som belysningskilder for at opnå opløsning. 100nm høj opløsning lys eller mørk felt mikroskopi. Linjen genereres af et linjelaserelement eller en laserlinjesplitter.

2. Hvad er udfordringerne ved laserlinjeformning i waferinspektion?

Metrologiske applikationer såsom wafer-defektdetektion kræver langakse (~10 mm) meget ensartet styrke, mens det normalt er nødvendigt. 10um smal linje for at opretholde høj defektdetektionsopløsning. Skarpe kanter er også påkrævet, og i mørkefeltsmikroskopi skal linjerne også projiceres i en høj græsningsvinkel, mens de stadig bevarer deres stramme fokus.

3. Hvilke metoder til stråleformning anvendes til påvisning af waferdefekter?

En typisk lineær plet er et multikomponentsystem, der producerer en fladtoppet, kollimeret smal linje fokuseret på overfladen. Alternativt kan en lasersplitter producere en lyslinje, der så kan scannes radialt, mens waferen roteres. Længere linjer kræver højere lasereffekt, hvilket kun kan opnås med multi-mode lasere. Derfor inkluderer det optiske element i en laserlinjegenerator normalt en M2-konverteringskomponent, der gør det muligt for linjen at blive tæt fokuseret på den ene akse, mens den gør den mere ensartet på den anden akse, efterfulgt af et linjenivelleringsark og et optisk fokuselement.

4. Hvad er fordelene ved diffraktive optiske komponenter til lineære lasermoduler?

Diffraktionslinjelasermodulet giver næsten absolut vinkelnøjagtighed, en nøgleparameter, der er nødvendig for at stabilisere metrologiprocessen. De har også flade, høje skadestærskler og evnen til at integrere flere optikker på en enkelt overflade, hvilket gør dem ideelle til multikomponentsystemer, der arbejder med højeffekts DUV'er.

Kontakt information:

Hvis du har nogle ideer, er du velkommen til at tale med os. Uanset hvor vores kunder er, og hvad vores krav er, vil vi følge vores mål om at give vores kunder høj kvalitet, lave priser og den bedste service.