Qual é o elemento de laser de linha para inspeção de wafer?

Na indústria de semicondutores, defeitos superficiais e partículas extremamente pequenos são um grande problema, o que pode reduzir o rendimento e consumir tempo e custo de produção. Portanto, detectar defeitos e contaminação em superfícies de wafers semicondutores é fundamental, um desafio enfrentado por muitos clientes na indústria de metrologia de semicondutores. Um dos métodos rápidos e econômicos para inspeção de superfície de wafer é usar iluminação de linha de laser e microscopia de campo escuro/claro para detectar defeitos, normalmente abaixo de 100 nm em comprimentos de onda ultravioleta profundo (DUV). Neste método, Holoor mostra que quando a linha é varrida radialmente, o wafer gira, criando uma grande área de amostragem do wafer, o que pode reduzir o tempo de varredura. Como a maioria dos lasers ultravioleta e ultravioleta profundo não possuem um perfil de saída de linha, umelemento de laser de linhaé frequentemente usado para moldar o laser em formato de linha.

Requisitos para o uso de elementos ópticos de laser de linha na inspeção de wafers semicondutores

Os requisitos para detecção de defeitos de wafer usando linhas de laser em comprimentos de onda ultravioleta profundos são muito rigorosos - geralmente devem ser linhas muito longas (>10 mm), mantendo a linha do laser. Largura estreita de 10um e excelente uniformidade. Para microscopia de campo escuro, a linha do laser precisa ser projetada no wafer em um ângulo rasante, permanecendo firmemente focada ao longo de um comprimento de linha muito longo. Tais linhas geralmente não podem ser alcançadas por um único elemento óptico difratado, como um homogeneizador linear, porque produzem manchas em um laser monomodo, enquanto um laser multimodo não pode focar em uma linha estreita a uma profundidade de foco razoável.

Este tipo de desempenho requer óptica de modelagem de feixe de alta precisão da Holoor para gerar linhas de laser com a clareza, uniformidade, largura e comprimento de borda desejados. Essa precisão muitas vezes pode ser alcançada por óptica difrativa ou óptica de forma livre.

Método de modelagem de feixe para detecção de defeitos de wafer

Os requisitos rigorosos para módulos de laser lineares indicam que existem várias soluções possíveis para os desafios da modelagem do feixe, todas elas exigindo sistemas ópticos de refração difrativa ou de forma livre com componentes multicomponentes.

Para casos típicos com comprimentos de linha na faixa de 10-20mm, um laser ultravioleta profundo monomodo fornece potência suficiente para detecção. Esta situação requer modelagem de feixe plano de múltiplos elementos, onde o primeiro elemento produz linhas e o último elemento do sistema é semelhante a uma lente óptica difrativa, usada para colimar as linhas e focalizá-las nos eixos rápido e lento. Para linhas muito longas, geralmente é> 50 mm, os lasers DUV de modo único raramente têm alta potência de laser. Portanto, um laser multimodo deve ser usado, exigindo uma transformada M2 para focar na linha estreita. Isto pode ser conseguido combinando soluções de difração como Leanline com homogeneizadores de linha para produzir boa uniformidade. Os elementos ópticos difrativos dos divisores de feixe de laser podem ser usados ​​para gerar linhas focais com a mesma intensidade. A linha é usada para digitalizar ao longo de um caminho radial no wafer, permitindo a detecção de defeitos em alta resolução com menor potência do laser. Isto tem o custo de diminuir a velocidade de digitalização, uma vez que a área fotografada em qualquer momento é significativamente menor.

Vantagens quando usada como elemento de modelagem chave em elementos de laser em linha A óptica difrativa oferece diversas vantagens importantes na modelagem de um laser em uma linha (ou linhas) para aplicações exigentes, como medição de wafer:

1. Os elementos ópticos difrativos possuem precisão angular quase absoluta - isso é crucial quando distâncias precisas precisam ser medidas, como em aplicações de metrologia de precisão.

2. Os elementos ópticos difrativos têm um alto LDT (limiar de dano), e os elementos ópticos Doe são geralmente elementos planos, portanto podem ser integrados diretamente em sistemas multicomponentes.

Os elementos ópticos 3.DOE podem combinar múltiplas funções em uma única superfície. Por exemplo, um divisor de linha de laser pode ser usado em combinação com um difusor de linha para gerar múltiplas linhas, permitindo a detecção de defeitos multicanal (permitindo que os pixels em um detector linear "descansem" sem iluminação ultravioleta profunda).

4. A óptica de modelagem de feixe de laser baseada em elementos ópticos difrativos tem sensibilidade térmica muito baixa, quase nenhuma lente térmica, mesmo uma leve desfocagem prejudicará o desempenho, por isso é particularmente adequada para modelagem de linhas de laser estreitas.

Pergunta e resposta:

1. Como os componentes do laser de linha podem ser usados ​​para detecção de defeitos de wafer?

Na inspeção de wafers, feixes ultravioleta profundos ou linhas pontuais são usados ​​como fontes de iluminação para obter resolução. Microscopia de campo claro ou escuro de alta resolução de 100 nm. A linha é gerada por um elemento de laser de linha ou por um divisor de linha de laser.

2. Quais são os desafios da modelagem de linhas de laser na inspeção de wafers?

Aplicações metrológicas, como detecção de defeitos em wafers, requerem uma resistência muito uniforme no eixo longo (>10 mm), embora normalmente seja necessária. Linha estreita de 10um para manter alta resolução de detecção de defeitos. Bordas nítidas também são necessárias e, na microscopia de campo escuro, as linhas também precisam ser projetadas em um ângulo de pastagem alto, mantendo seu foco preciso.

3. Quais métodos de modelagem de feixe são usados ​​para detecção de defeitos de wafer?

Um ponto linear típico é um sistema multicomponente que produz uma linha estreita colimada e plana, focada na superfície. Alternativamente, um divisor de laser pode produzir uma linha de luz que pode então ser escaneada radialmente enquanto gira o wafer. Linhas mais longas requerem maior potência do laser, o que só pode ser alcançado com lasers multimodo. Portanto, o elemento óptico de um gerador de linha laser geralmente inclui um componente de conversão M2 que permite que a linha seja firmemente focada em um eixo enquanto a torna mais uniforme no segundo eixo, seguido por uma folha de nivelamento de linha e um elemento óptico de foco.

4. Quais são as vantagens dos componentes ópticos difrativos em relação aos módulos laser lineares?

O módulo laser de linha de difração fornece precisão angular quase absoluta, um parâmetro chave necessário para estabilizar o processo metrológico. Eles também têm limites de danos altos e planos e a capacidade de integrar múltiplas ópticas em uma única superfície, tornando-os ideais para sistemas multicomponentes que operam com DUVs de alta potência.

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