Mis on joonlaserelement vahvlite kontrollimiseks?

Pooljuhtide tööstuses on suureks probleemiks üliväikesed pinnadefektid ja osakesed, mis võivad vähendada saagist ning kulutada tootmise aega ja kulusid. Seetõttu on pooljuhtplaatide pindade defektide ja saastumise tuvastamine kriitilise tähtsusega – väljakutse, millega seisavad silmitsi paljud pooljuhtide metroloogia tööstuse kliendid. Üks kiireid ja kulutõhusaid vahvlipinna kontrollimise meetodeid on kasutada defektide tuvastamiseks laserjoonte valgustust ja tumeda/heleda välja mikroskoopiat, tavaliselt alla 100 nm sügava ultraviolettkiirguse (DUV) lainepikkustel. Selle meetodi puhul näitab Holoor, et kui joont skaneeritakse radiaalselt, siis vahvel pöörleb, luues vahvli suure proovivõtuala, mis võib vähendada skaneerimisaega. Kuna enamikul ultraviolett- ja sügavult ultraviolettkiirguse laseritel puudub liiniväljundprofiil, aline laser elementkasutatakse sageli laseri joonekujuliseks vormimiseks.

Nõuded joonlaseroptiliste elementide kasutamisele pooljuhtplaatide kontrollimisel

Nõuded vahvlidefektide tuvastamiseks laserjoonte abil sügaval ultraviolettlainepikkustel on väga ranged – sageli peavad need olema väga pikad jooned (＞10mm), säilitades samal ajal laserijoone. 10 um kitsas laius ja suurepärane ühtlus. Tumevälja mikroskoopia jaoks tuleb laserjoon projitseerida vahvlile karjatamisnurga all, jäädes samal ajal tihedalt fokusseerituks väga pika joone pikkuse ulatuses. Selliseid jooni ei saa tavaliselt saavutada ühe difraktsiooniga optilise elemendiga, näiteks lineaarse homogenisaatoriga, kuna need tekitavad ühemoodilisel laseril täppe, samas kui mitmemoodiline laser ei suuda mõistliku fookussügavusega teravustada kitsale joonele.

Seda tüüpi jõudlus nõuab Holoori ülitäpset kiirt kujundavat optikat, et genereerida soovitud servaselguse, ühtluse, laiuse ja pikkusega laserjooni. Seda täpsust saab sageli saavutada difraktsioonioptika või vabakujulise optika abil.

Kiirte kujundamise meetod vahvli defektide tuvastamiseks

Lineaarsetele lasermoodulitele esitatavad ranged nõuded näitavad, et kiire kujundamise väljakutsetele on mitu võimalikku lahendust, mis kõik nõuavad mitmekomponentsete komponentidega difraktsiooni- või vabakujulisi murdumisoptika süsteeme.

Tüüpilistel juhtudel, kui joonte pikkus on vahemikus 10-20mm, tagab üherežiimiline sügav ultraviolettlaser tuvastamiseks piisava võimsuse. See olukord nõuab mitme elemendiga lameda pealiskihi kujundamist, kus esimene element tekitab jooni ja süsteemi viimane element on sarnane difraktsioonilise optilise läätsega, mida kasutatakse joonte kollimeerimiseks ja nende kiirele ja aeglasele teljele fokuseerimiseks. Väga pikkade joonte puhul on see tavaliselt ＞50 mm, ühemoodilistel DUV-laseritel on harva kõrge laservõimsus. Seetõttu tuleb kasutada mitmemoodilist laserit, mis nõuab M2 teisendust, et teravustada kitsale joonele. Seda saab saavutada difraktsioonilahenduste, nagu Leanline, kombineerimisel joonhomogenisaatoritega, et saavutada hea ühtlus. Laserkiire jaoturite difraktsioonilisi optilisi elemente saab kasutada sama intensiivsusega fookusjoonte genereerimiseks. Liin kasutatakse skaneerimiseks mööda radiaalset rada plaadis, võimaldades kõrge eraldusvõimega defektide tuvastamist madalama laservõimsusega. Selle hinnaks on skannimiskiiruse aeglustumine, kuna pildistatud ala on igal ajahetkel oluliselt väiksem.

Eelised, kui seda kasutatakse in-line laserelementide võtmekujundamise elemendina Difraktiivne optika pakub mitmeid olulisi eeliseid laseri jooneks (või joonteks) kujundamisel nõudlike rakenduste jaoks, nagu näiteks vahvlimõõtmine:

1. Difraktiivsetel optilistel elementidel on peaaegu absoluutne nurga täpsus – see on ülioluline, kui on vaja mõõta täpseid kaugusi, näiteks täppismetroloogia rakendustes.

2. Difraktiivsetel optilistel elementidel on kõrge LDT (kahjustuslävi) ja Doe optilised elemendid on tavaliselt lamedad elemendid, nii et neid saab otse integreerida mitmekomponendilistesse süsteemidesse.

3.DOE optilised elemendid võivad ühendada mitu funktsiooni ühel pinnal. Näiteks saab laserliinide jaoturit kasutada koos liinihajutiga mitme joone genereerimiseks, võimaldades mitme kanaliga defektide tuvastamist (võimaldab lineaarse detektori pikslitel "puhata" ilma sügava ultraviolettvalgustuseta).

4. Difraktiivsetel optilistel elementidel põhineval laserkiirt kujundaval optikal on väga madal termiline tundlikkus, peaaegu puudub termiline lääts, isegi kerge defokuseerimine kahjustab jõudlust, seega sobib see eriti kitsa laserjoone kujundamiseks.

Küsimus ja vastus:

1. Kuidas saab joonlaseri komponente kasutada vahvli defektide tuvastamiseks?

Vahvlite kontrollimisel kasutatakse eraldusvõime saavutamiseks valgusallikatena sügavaid ultraviolettkiire või punktjooni. 100 nm kõrglahutusega ereda või tumeda välja mikroskoopia. Joon genereeritakse joonlaserelemendi või laserliinijagaja abil.

2. Millised on laserjoone kujundamise väljakutsed vahvlite kontrollimisel?

Metroloogilised rakendused, näiteks vahvlidefektide tuvastamine, nõuavad pika telje (＞10 mm) väga ühtlast tugevust, kuigi tavaliselt on see vajalik. 10 um kitsas joon, et säilitada kõrge defektide tuvastamise eraldusvõime. Vaja on ka teravaid servi ja tumevälja mikroskoopia puhul tuleb jooned projitseerida ka suure nurga all, säilitades samal ajal nende tiheda fookuse.

3. Milliseid kiirte kujundamise meetodeid kasutatakse vahvli defektide tuvastamiseks?

Tüüpiline lineaarne koht on mitmekomponentne süsteem, mis tekitab tasapinnalise, kollimeeritud kitsa joone, mis on fokuseeritud pinnale. Alternatiivina võib laserjagaja tekitada valgusjoont, mida saab seejärel vahvli pööramise ajal radiaalselt skaneerida. Pikemad jooned nõuavad suuremat laservõimsust, mida on võimalik saavutada ainult mitmerežiimiliste laseritega. Seetõttu sisaldab laserjoonegeneraatori optiline element tavaliselt M2 konversioonikomponenti, mis võimaldab joont tihedalt fokuseerida ühel teljel, muutes selle samal ajal ühtlasemaks teisel teljel, millele järgneb joonenivelleerimisleht ja fokusseeriv optiline element.

4. Millised on difraktsiooniliste optiliste komponentide eelised lineaarsetele lasermoodulitele?

Difraktsioonijoone lasermoodul tagab peaaegu absoluutse nurga täpsuse, mis on metroloogiaprotsessi stabiliseerimiseks vajalik põhiparameeter. Neil on ka lamedad kõrged kahjustusläved ja võimalus integreerida mitu optikat ühele pinnale, muutes need ideaalseks mitmekomponentsete süsteemide jaoks, mis töötavad suure võimsusega DUV-dega.

Kontaktinfo:

Kui teil on ideid, võtke meiega ühendust. Pole tähtis, kus meie kliendid on ja millised on meie nõudmised, järgime oma eesmärki pakkuda oma klientidele kõrget kvaliteeti, madalaid hindu ja parimat teenust.