Что такое линейный лазерный элемент для контроля пластин?

В полупроводниковой промышленности чрезвычайно малые поверхностные дефекты и частицы являются серьезной проблемой, которая может снизить выход продукции и потребовать времени и затрат на производство. Поэтому обнаружение дефектов и загрязнений на поверхности полупроводниковых пластин имеет решающее значение, и это задача, с которой сталкиваются многие клиенты в отрасли метрологии полупроводников. Одним из быстрых и экономически эффективных методов контроля поверхности пластин является использование лазерной линии освещения и микроскопии в темном/ярком поле для обнаружения дефектов, обычно размером менее 100 нм в глубоком ультрафиолете (DUV). В этом методе Холур показывает, что при радиальном сканировании линии пластина вращается, создавая большую область выборки пластины, что может сократить время сканирования. Поскольку большинство ультрафиолетовых и глубоких ультрафиолетовых лазеров не имеют линейного выходного профиля,линейный лазерный элементчасто используется для придания лазеру формы линии.

Требования к использованию линейных лазерных оптических элементов при контроле полупроводниковых пластин

Требования к обнаружению дефектов пластин с использованием лазерных линий глубокого ультрафиолета очень строгие — часто это должны быть очень длинные линии (>10 мм) при сохранении лазерной линии. Узкая ширина 10 мкм и отличная однородность. Для темнопольной микроскопии лазерную линию необходимо проецировать на пластину под углом скольжения, оставаясь при этом четко сфокусированным на очень большой длине линии. Такие линии обычно не могут быть получены с помощью одного дифрагированного оптического элемента, такого как линейный гомогенизатор, поскольку они создают спеклы в одномодовом лазере, в то время как многомодовый лазер не может сфокусироваться в узкую линию при разумной глубине фокуса.

Для такого типа производительности требуется высокоточная оптика Holoor, формирующая луч, для генерации лазерных линий с желаемой четкостью краев, однородностью, шириной и длиной. Эта точность часто может быть достигнута с помощью дифракционной оптики или оптики произвольной формы.

Метод формирования луча для обнаружения дефектов пластин

Строгие требования к линейным лазерным модулям указывают на то, что существует несколько возможных решений проблем формирования луча, каждое из которых требует использования дифракционных или преломляющих оптических систем свободной формы с многокомпонентными компонентами.

В типичных случаях с длиной линии в диапазоне 10-20 мм одномодовый лазер глубокого ультрафиолета обеспечивает достаточную мощность для обнаружения. Эта ситуация требует формирования луча с плоской вершиной из нескольких элементов, где первый элемент создает линии, а последний элемент в системе подобен дифракционной оптической линзе, используемой для коллимации линий и фокусировки их на быстрой и медленной осях. Для очень длинных линий обычно >50 мм, одномодовые лазеры DUV редко имеют высокую мощность лазера. Следовательно, необходимо использовать многомодовый лазер, требующий преобразования M2 для фокусировки на узкой линии. Этого можно достичь, комбинируя дифракционные решения, такие как Leanline, с линейными гомогенизаторами для достижения хорошей однородности. Дифракционные оптические элементы делителей лазерного луча могут использоваться для генерации фокальных линий одинаковой интенсивности. Линия используется для сканирования по радиальному пути в пластине, что позволяет обнаруживать дефекты с высоким разрешением при более низкой мощности лазера. Это достигается за счет замедления скорости сканирования, поскольку отображаемая область в любой момент времени значительно меньше.

Преимущества при использовании в качестве ключевого формообразующего элемента в линейных лазерных элементах. Дифракционная оптика предлагает несколько ключевых преимуществ при формировании линии (или линий) лазера для требовательных приложений, таких как измерение пластин:

1. Дифракционные оптические элементы имеют почти абсолютную угловую точность – это крайне важно, когда необходимо измерить точные расстояния, например, в прецизионных метрологических приложениях.

2. Дифракционные оптические элементы имеют высокий LDT (порог повреждения), а оптические элементы Doe обычно представляют собой плоские элементы, поэтому их можно напрямую интегрировать в многокомпонентные системы.

3.Оптические элементы DOE могут совмещать несколько функций на одной поверхности. Например, лазерный разделитель линий можно использовать в сочетании с линейным диффузором для генерации нескольких линий, обеспечивая многоканальное обнаружение дефектов (позволяя пикселям в линейном детекторе «отдыхать» без глубокого ультрафиолетового освещения).

4. Оптика формирования лазерного луча на основе дифракционных оптических элементов имеет очень низкую тепловую чувствительность, почти не имеет тепловых линз, даже небольшая расфокусировка может повредить производительности, поэтому она особенно подходит для формирования узкой лазерной линии.

Вопрос и ответ:

1. Как можно использовать линейные лазерные компоненты для обнаружения дефектов пластин?

При контроле пластин в качестве источников освещения для достижения разрешения используются лучи глубокого ультрафиолета или точечные линии. Микроскопия светлого или темного поля с высоким разрешением 100 нм. Линия генерируется линейным лазерным элементом или лазерным светоделителем.

2. Каковы проблемы формирования лазерных линий при контроле пластин?

Метрологические приложения, такие как обнаружение дефектов пластин, требуют очень равномерной прочности по длинной оси (> 10 мм), хотя это обычно и требуется. Узкая линия 10 мкм для поддержания высокого разрешения обнаружения дефектов. Также необходимы острые края, а в темнопольной микроскопии линии также необходимо проецировать под большим углом скольжения, сохраняя при этом их четкую фокусировку.

3. Какие методы формирования луча используются для обнаружения дефектов пластин?

Типичное линейное пятно представляет собой многокомпонентную систему, которая создает коллимированную узкую линию с плоской вершиной, сфокусированную на поверхности. Альтернативно, лазерный делитель может создавать линию света, которую затем можно сканировать радиально при вращении пластины. Более длинные линии требуют более высокой мощности лазера, чего можно достичь только с помощью многомодовых лазеров. Поэтому оптический элемент генератора лазерной линии обычно включает в себя компонент преобразования M2, который позволяет четко сфокусировать линию по одной оси, одновременно делая ее более однородной по второй оси, за которым следуют лист выравнивания линии и фокусирующий оптический элемент.

4. Каковы преимущества дифракционных оптических компонентов перед линейными лазерными модулями?

Лазерный модуль дифракционных линий обеспечивает почти абсолютную угловую точность — ключевой параметр, необходимый для стабилизации метрологического процесса. Они также имеют плоский, высокий порог повреждения и возможность интегрировать несколько оптики на одной поверхности, что делает их идеальными для многокомпонентных систем, работающих с мощными DUV.

Контактная информация:

Если у вас есть какие-либо идеи, не стесняйтесь говорить с нами. Независимо от того, где находятся наши клиенты и каковы наши требования, мы будем следовать нашей цели, чтобы предоставить нашим клиентам высокое качество, низкие цены и лучший сервис.