Hva er linjelaserelementet for waferinspeksjon?

I halvlederindustrien er ekstremt små overflatedefekter og partikler et stort problem, noe som kan redusere utbyttet og forbruke tid og kostnader ved produksjon. Derfor er det kritisk å oppdage defekter og forurensning på halvlederwaferoverflater, en utfordring mange kunder i halvledermetrologiindustrien står overfor. En av de raske og kostnadseffektive metodene for inspeksjon av waferoverflate er å bruke laserlinjebelysning og mørk/lysfeltmikroskopi for å oppdage defekter, typisk under 100 nm ved dype ultrafiolette (DUV) bølgelengder. I denne metoden viser Holoor at når linjen skannes radialt, roterer waferen, og skaper et stort prøvetakingsområde av waferen, noe som kan redusere skannetiden. Siden de fleste ultrafiolette og dype ultrafiolette lasere ikke har en linjeutgangsprofil, enlinjelaserelementbrukes ofte til å forme laseren til en linjeform.

Krav til bruk av linjelaseroptiske elementer ved halvlederwaferinspeksjon

Kravene til deteksjon av waferdefekter ved bruk av laserlinjer ved dype ultrafiolette bølgelengder er svært strenge - ofte må de være svært lange linjer (~10 mm), samtidig som laserlinjen opprettholdes. 10um smal bredde og utmerket jevnhet. For mørkfeltmikroskopi må laserlinjen projiseres på waferen i en beitevinkel mens den forblir tett fokusert over en veldig lang linjelengde. Slike linjer kan vanligvis ikke oppnås med et enkelt diffraktert optisk element, for eksempel en lineær homogenisator, fordi de produserer flekker på en enkeltmoduslaser, mens en multimoduslaser ikke kan fokusere til en stram linje ved en rimelig fokusdybde.

Denne typen ytelse krever Holoors høypresisjons stråleformende optikk for å generere laserlinjer med ønsket kantklarhet, ensartethet, bredde og lengde. Denne presisjonen kan ofte oppnås med diffraktiv optikk eller friformsoptikk.

Stråleformingsmetode for påvisning av waferdefekter

De strenge kravene til lineære lasermoduler indikerer at det er flere mulige løsninger på utfordringene med stråleforming, som alle krever diffraktive eller friformede refraksjonsoptikksystemer med flerkomponentkomponenter.

For typiske tilfeller med linjelengder i området 10-20mm, gir en enkeltmodus dyp ultrafiolett laser tilstrekkelig kraft for deteksjon. Denne situasjonen krever flerelements flat-top stråleforming, der det første elementet produserer linjer og det siste elementet i systemet ligner på en diffraktiv optisk linse, brukt til å kollimere linjene og fokusere dem på de raske og langsomme aksene. For svært lange linjer er det vanligvis ~50 mm, enkeltmodus DUV-lasere har sjelden høy lasereffekt. Derfor må en multimoduslaser brukes, som krever en M2-transformasjon for å fokusere til den smale linjen. Dette kan oppnås ved å kombinere diffraksjonsløsninger som Leanline med linjehomogenisatorer for å gi god ensartethet. Laserstråledelere diffraktive optiske elementer kan brukes til å generere fokallinjer med samme intensitet. Linjen brukes til å skanne langs en radiell bane i waferen, noe som muliggjør høyoppløselig defektdeteksjon ved lavere lasereffekt. Dette kommer på bekostning av å senke skannehastigheten, siden området som avbildes til enhver tid er betydelig mindre.

Fordeler ved bruk som et nøkkelformingselement i in-line laserelementer Diffraktiv optikk gir flere nøkkelfordeler ved å forme en laser til en linje (eller linjer) for krevende bruksområder som wafermåling:

1. Diffraktive optiske elementer har nesten absolutt vinkelnøyaktighet - dette er avgjørende når nøyaktige avstander skal måles, for eksempel ved presisjonsmetrologiapplikasjoner.

2. Diffraktive optiske elementer har en høy LDT (skadeterskel), og Doe optiske elementer er vanligvis flate elementer, slik at de kan integreres direkte i flerkomponentsystemer.

3.DOE optiske elementer kan kombinere flere funksjoner på en enkelt overflate. For eksempel kan en laserlinjesplitter brukes i kombinasjon med en linjediffusor for å generere flere linjer, noe som muliggjør flerkanalsdefektdeteksjon (som lar piksler i en lineær detektor "hvile" uten dyp ultrafiolett belysning).

4. Laserstråleformingsoptikk basert på diffraktive optiske elementer har svært lav termisk følsomhet, nesten ingen termisk linse, selv en liten defokusering vil skade ytelsen, så den er spesielt egnet for smal laserlinjeforming.

Spørsmål og svar:

1. Hvordan kan linjelaserkomponenter brukes til deteksjon av waferdefekter?

Ved waferinspeksjon brukes dype ultrafiolette stråler eller punktlinjer som belysningskilder for å oppnå oppløsning. 100nm høyoppløselig lys- eller mørkfeltmikroskopi. Linjen genereres av et linjelaserelement eller en laserlinjesplitter.

2. Hva er utfordringene med laserlinjeforming ved waferinspeksjon?

Metrologiske applikasjoner som deteksjon av waferdefekter krever langakse (~10 mm) svært jevn styrke, mens det vanligvis er nødvendig. 10um smal linje for å opprettholde høy defektdeteksjonsoppløsning. Skarpe kanter kreves også, og i mørkefeltsmikroskopi må linjene også projiseres i en høy beitevinkel samtidig som de beholder sitt stramme fokus.

3. Hvilke stråleformingsmetoder brukes for deteksjon av waferdefekter?

Et typisk lineært punkt er et flerkomponentsystem som produserer en flat toppet, kollimert smal linje fokusert på overflaten. Alternativt kan en lasersplitter produsere en lyslinje som deretter kan skannes radialt mens den roterer waferen. Lengre linjer krever høyere lasereffekt, noe som bare kan oppnås med multi-modus lasere. Derfor inkluderer det optiske elementet til en laserlinjegenerator vanligvis en M2-konverteringskomponent som gjør at linjen kan fokuseres tett på én akse samtidig som den gjør den mer enhetlig på den andre aksen, etterfulgt av et linjeutjevningsark og et optisk fokuseringselement.

4. Hva er fordelene med diffraktive optiske komponenter til lineære lasermoduler?

Diffraksjonslinjelasermodulen gir nesten absolutt vinkelnøyaktighet, en nøkkelparameter som er nødvendig for å stabilisere metrologiprosessen. De har også flate, høye skadeterskler og muligheten til å integrere flere optikk på en enkelt overflate, noe som gjør dem ideelle for flerkomponentsystemer som opererer med høyeffekts DUV-er.

Kontaktinformasjon:

Hvis du har noen ideer, snakk gjerne med oss. Uansett hvor kundene våre er og hvilke krav vi har, vil vi følge vårt mål om å gi våre kunder høy kvalitet, lave priser og den beste servicen.