องค์ประกอบเลเซอร์เส้นสำหรับการตรวจสอบแผ่นเวเฟอร์คืออะไร

ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ข้อบกพร่องที่พื้นผิวและอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากเป็นปัญหาสำคัญ ซึ่งสามารถลดผลผลิตและสิ้นเปลืองเวลาและต้นทุนการผลิต ดังนั้นการตรวจจับข้อบกพร่องและการปนเปื้อนบนพื้นผิวเวเฟอร์ของเซมิคอนดักเตอร์จึงเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งเป็นความท้าทายที่ลูกค้าจำนวนมากในอุตสาหกรรมมาตรวิทยาของเซมิคอนดักเตอร์ต้องเผชิญ หนึ่งในวิธีการที่รวดเร็วและคุ้มค่าสำหรับการตรวจสอบพื้นผิวเวเฟอร์คือการใช้เส้นเลเซอร์ส่องสว่างและกล้องจุลทรรศน์สนามมืด/สว่างเพื่อตรวจจับข้อบกพร่อง ซึ่งโดยทั่วไปจะต่ำกว่า 100 นาโนเมตรที่ความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตระดับลึก (DUV) ในวิธีนี้ Holoor แสดงให้เห็นว่าเมื่อมีการสแกนเส้นในแนวรัศมี เวเฟอร์จะหมุน ทำให้เกิดพื้นที่สุ่มตัวอย่างขนาดใหญ่ของเวเฟอร์ ซึ่งสามารถลดเวลาในการสแกนได้ เนื่องจากเลเซอร์อัลตราไวโอเลตและอัลตราไวโอเลตลึกส่วนใหญ่ไม่มีโปรไฟล์เอาต์พุตแบบเส้น กองค์ประกอบเลเซอร์เส้นมักใช้สร้างเลเซอร์ให้เป็นรูปทรงเส้น

ข้อกำหนดสำหรับการใช้องค์ประกอบแสงเลเซอร์เส้นในการตรวจสอบเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์

ข้อกำหนดสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องของแผ่นเวเฟอร์โดยใช้เส้นเลเซอร์ที่ความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตในระดับลึกนั้นเข้มงวดมาก โดยมักจะต้องเป็นเส้นที่ยาวมาก ( >10 มม.) โดยที่ยังคงรักษาเส้นเลเซอร์ไว้ ความกว้างแคบ 10um และความสม่ำเสมอที่ดีเยี่ยม สำหรับกล้องจุลทรรศน์สนามมืด เส้นเลเซอร์จะต้องถูกฉายลงบนแผ่นเวเฟอร์ในมุมแทะเล็ม ในขณะที่ยังคงโฟกัสอย่างแน่นหนาบนเส้นที่ยาวมาก โดยปกติแล้วเส้นดังกล่าวไม่สามารถทำได้ด้วยองค์ประกอบออปติกที่มีการเลี้ยวเบนเพียงชิ้นเดียว เช่น โฮโมจีไนเซอร์เชิงเส้น เนื่องจากพวกมันจะสร้างจุดบนเลเซอร์แบบโหมดเดียว ในขณะที่เลเซอร์แบบมัลติโหมดไม่สามารถโฟกัสไปที่เส้นแคบที่ระยะชัดลึกที่เหมาะสมได้

ประสิทธิภาพประเภทนี้ต้องใช้ออปติกปรับรูปร่างลำแสงที่มีความแม่นยำสูงของ Holoor เพื่อสร้างเส้นเลเซอร์ที่มีความคมชัด ความสม่ำเสมอ ความกว้าง และความยาวของขอบที่ต้องการ ความแม่นยำนี้สามารถบรรลุได้โดยใช้เลนส์แบบเลี้ยวเบนหรือแบบอิสระ

วิธีการสร้างลำแสงสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องของเวเฟอร์

ข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับโมดูลเลเซอร์เชิงเส้นบ่งชี้ว่ามีวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้หลายประการสำหรับความท้าทายของการสร้างลำแสง ซึ่งทั้งหมดนี้ต้องใช้ระบบเลนส์การหักเหของแสงแบบเลี้ยวเบนหรือรูปแบบอิสระที่มีส่วนประกอบหลายองค์ประกอบ

สำหรับกรณีทั่วไปที่มีความยาวเส้นในช่วง 10-20 มม. เลเซอร์อัลตราไวโอเลตลึกโหมดเดียวจะให้พลังงานเพียงพอสำหรับการตรวจจับ สถานการณ์นี้จำเป็นต้องมีการสร้างลำแสงด้านบนเรียบหลายองค์ประกอบ โดยที่องค์ประกอบแรกจะสร้างเส้นและองค์ประกอบสุดท้ายในระบบจะคล้ายกับเลนส์ออพติคอลแบบเลี้ยวเบน ซึ่งใช้ในการจัดแนวเส้นและโฟกัสไปที่แกนที่เร็วและช้า สำหรับเส้นที่ยาวมาก โดยทั่วไปจะเป็น >50 มม. เลเซอร์ DUV โหมดเดียวไม่ค่อยมีกำลังเลเซอร์สูง ดังนั้นจึงต้องใช้เลเซอร์มัลติโหมด โดยต้องมีการแปลง M2 เพื่อโฟกัสไปที่เส้นแคบ ซึ่งสามารถทำได้โดยการรวมโซลูชันการเลี้ยวเบน เช่น ลีนไลน์ เข้ากับไลน์โฮโมจีไนเซอร์ เพื่อสร้างความสม่ำเสมอที่ดี ตัวแยกลำแสงเลเซอร์สามารถใช้องค์ประกอบออปติคอลแบบเลี้ยวเบนเพื่อสร้างเส้นโฟกัสที่มีความเข้มเท่ากันได้ เส้นนี้ใช้เพื่อสแกนตามเส้นทางรัศมีในเวเฟอร์ ทำให้สามารถตรวจจับข้อบกพร่องที่มีความละเอียดสูงโดยใช้กำลังเลเซอร์ต่ำ ซึ่งมาพร้อมกับความเร็วในการสแกนที่ช้าลง เนื่องจากพื้นที่ที่ถ่ายภาพ ณ เวลาใดก็ตามมีขนาดเล็กลงอย่างมาก

ข้อดีเมื่อใช้เป็นส่วนประกอบหลักในองค์ประกอบเลเซอร์ในสายการผลิต ระบบออพติคแบบหักเหมีข้อดีที่สำคัญหลายประการในการกำหนดรูปร่างเลเซอร์ให้เป็นเส้น (หรือเส้น) สำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูง เช่น การสูบจ่ายเวเฟอร์:

1. องค์ประกอบทางแสงที่มีการหักเหของแสงมีความแม่นยำเชิงมุมเกือบสมบูรณ์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเมื่อต้องวัดระยะทางที่แม่นยำ เช่น ในการใช้งานมาตรวิทยาที่มีความแม่นยำ

2. องค์ประกอบทางแสงที่มีการเลี้ยวเบนมี LDT สูง (เกณฑ์ความเสียหาย) และองค์ประกอบทางแสงของ Doe มักเป็นองค์ประกอบแบบแบน จึงสามารถรวมเข้ากับระบบที่มีหลายองค์ประกอบได้โดยตรง

3. องค์ประกอบทางแสงของ DOE สามารถรวมฟังก์ชันต่างๆ ไว้บนพื้นผิวเดียวได้ ตัวอย่างเช่น สามารถใช้ตัวแยกเส้นเลเซอร์ร่วมกับตัวกระจายเส้นเพื่อสร้างเส้นหลายเส้น ทำให้สามารถตรวจจับข้อบกพร่องได้หลายช่องสัญญาณ (ทำให้พิกเซลในเครื่องตรวจจับเชิงเส้น "พัก" โดยไม่มีแสงอัลตราไวโอเลตที่ลึก)

4. เลนส์สร้างลำแสงเลเซอร์ที่ใช้องค์ประกอบแสงแบบเลี้ยวเบนมีความไวต่อความร้อนต่ำมาก เลนส์ความร้อนแทบจะไม่มีเลย แม้แต่การพร่ามัวเล็กน้อยก็อาจสร้างความเสียหายต่อประสิทธิภาพได้ ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างเส้นเลเซอร์แคบ ๆ

คำถามและคำตอบ:

1. ส่วนประกอบไลน์เลเซอร์สามารถนำไปใช้ในการตรวจจับข้อบกพร่องของเวเฟอร์ได้อย่างไร

ในการตรวจสอบแผ่นเวเฟอร์ ลำแสงอัลตราไวโอเลตลึกหรือเส้นเฉพาะจุดจะถูกใช้เป็นแหล่งแสงสว่างเพื่อให้ได้ความละเอียด กล้องจุลทรรศน์สนามสว่างหรือมืดความละเอียดสูง 100 นาโนเมตร เส้นถูกสร้างขึ้นโดยองค์ประกอบเลเซอร์เส้นหรือตัวแยกเส้นเลเซอร์

2. อะไรคือความท้าทายของการสร้างเส้นเลเซอร์ในการตรวจสอบแผ่นเวเฟอร์

การใช้งานทางมาตรวิทยา เช่น การตรวจจับข้อบกพร่องของแผ่นเวเฟอร์ ต้องใช้ความแข็งแรงที่สม่ำเสมอของแกนยาว (>10 มม.) โดยที่ปกติแล้วจะต้องใช้ เส้นแคบ 10um เพื่อรักษาความละเอียดในการตรวจจับข้อบกพร่องสูง จำเป็นต้องมีขอบที่คมชัด และในกล้องจุลทรรศน์สนามมืด เส้นก็ต้องฉายที่มุมแทะเล็มที่สูงโดยที่ยังคงโฟกัสที่แน่นอยู่

3. วิธีการสร้างลำแสงแบบใดที่ใช้ในการตรวจจับข้อบกพร่องของแผ่นเวเฟอร์

จุดเชิงเส้นทั่วไปคือระบบหลายองค์ประกอบที่สร้างเส้นแคบที่มียอดแบนและเรียงชิดกันซึ่งเน้นไปที่พื้นผิว อีกทางหนึ่ง ตัวแยกเลเซอร์สามารถสร้างเส้นแสงที่สามารถสแกนในแนวรัศมีขณะหมุนแผ่นเวเฟอร์ได้ เส้นที่ยาวขึ้นต้องใช้กำลังเลเซอร์ที่สูงขึ้น ซึ่งสามารถทำได้ด้วยเลเซอร์แบบหลายโหมดเท่านั้น ดังนั้น องค์ประกอบเชิงแสงของเครื่องกำเนิดเส้นเลเซอร์มักจะมีส่วนประกอบการแปลง M2 ซึ่งช่วยให้เส้นสามารถโฟกัสได้อย่างแน่นหนาบนแกนเดียว ในขณะที่ทำให้มีความสม่ำเสมอมากขึ้นบนแกนที่สอง ตามด้วยแผ่นปรับระดับเส้นและองค์ประกอบทางแสงที่โฟกัส

4. อะไรคือข้อดีของส่วนประกอบทางแสงแบบเลี้ยวเบนกับโมดูลเลเซอร์เชิงเส้น?

โมดูลเลเซอร์เส้นเลี้ยวเบนให้ความแม่นยำเชิงมุมเกือบสมบูรณ์ ซึ่งเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่จำเป็นในการรักษาเสถียรภาพของกระบวนการมาตรวิทยา นอกจากนี้ยังมีค่าเกณฑ์ความเสียหายที่คงที่และสูง และความสามารถในการรวมออปติกหลายตัวไว้บนพื้นผิวเดียว ทำให้เหมาะสำหรับระบบที่มีหลายองค์ประกอบที่ทำงานด้วย DUV กำลังสูง

ข้อมูลติดต่อ:

หากคุณมีความคิดใด ๆ โปรดพูดคุยกับเรา ไม่ว่าลูกค้าของเราจะอยู่ที่ไหนและความต้องการของเราคืออะไร เราจะปฏิบัติตามเป้าหมายของเราเพื่อให้ลูกค้าของเราได้รับคุณภาพสูง ราคาต่ำ และบริการที่ดีที่สุด