ما هو عنصر الليزر الخطي لفحص الرقاقة؟

في صناعة أشباه الموصلات، تمثل العيوب والجسيمات السطحية الصغيرة للغاية مشكلة كبيرة، مما قد يؤدي إلى تقليل الإنتاجية واستهلاك وقت وتكلفة الإنتاج. لذلك، يعد اكتشاف العيوب والتلوث على أسطح رقائق أشباه الموصلات أمرًا بالغ الأهمية، وهو التحدي الذي يواجهه العديد من العملاء في صناعة قياس أشباه الموصلات. إحدى الطرق السريعة والفعالة من حيث التكلفة لفحص سطح الرقاقة هي استخدام إضاءة خط الليزر والفحص المجهري للمجال الداكن/المشرق لاكتشاف العيوب، عادةً ما تكون أقل من 100 نانومتر عند الأطوال الموجية العميقة للأشعة فوق البنفسجية (DUV). في هذه الطريقة، توضح حلولور أنه عندما يتم مسح الخط شعاعيًا، تدور الرقاقة، مما يؤدي إلى إنشاء منطقة أخذ عينات كبيرة من الرقاقة، مما قد يقلل من وقت المسح. نظرًا لأن معظم أجهزة الليزر فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية العميقة لا تحتوي على ملف تعريف خط الإخراج، أعنصر الليزر الخطيغالبًا ما يستخدم لتشكيل الليزر في شكل خط.

متطلبات استخدام العناصر الضوئية الليزرية الخطية في فحص رقائق أشباه الموصلات

إن متطلبات الكشف عن عيوب الرقاقة باستخدام خطوط الليزر عند الأطوال الموجية العميقة للأشعة فوق البنفسجية صارمة للغاية - وغالبًا ما يجب أن تكون خطوطًا طويلة جدًا (> 10 مم)، مع الحفاظ على خط الليزر. 10um عرض ضيق وتوحيد ممتاز. بالنسبة للفحص المجهري للمجال المظلم، يجب إسقاط خط الليزر على الرقاقة بزاوية رعي مع الحفاظ على تركيزه بإحكام على طول خط طويل جدًا. لا يمكن عادةً تحقيق مثل هذه الخطوط بواسطة عنصر بصري واحد منحرف، مثل المتجانس الخطي، لأنها تنتج بقعًا على ليزر أحادي الوضع، في حين لا يمكن لليزر متعدد الأوضاع التركيز على خط ضيق عند عمق تركيز معقول.

يتطلب هذا النوع من الأداء بصريات Holoor عالية الدقة لتشكيل الشعاع لتوليد خطوط ليزر مع وضوح الحافة المرغوب فيه والتوحيد والعرض والطول. غالبًا ما يمكن تحقيق هذه الدقة عن طريق البصريات الحيادية أو البصريات ذات الشكل الحر.

طريقة تشكيل الشعاع للكشف عن عيوب الرقاقة

تشير المتطلبات الصارمة لوحدات الليزر الخطية إلى أن هناك العديد من الحلول الممكنة لتحديات تشكيل الشعاع، والتي تتطلب جميعها أنظمة بصريات انكسارية أو حرة الشكل مع مكونات متعددة المكونات.

بالنسبة للحالات النموذجية ذات أطوال الخطوط في نطاق 10-20 مم، يوفر الليزر فوق البنفسجي العميق أحادي الوضع طاقة كافية للاكتشاف. يتطلب هذا الوضع تشكيل شعاع متعدد العناصر ومسطح، حيث ينتج العنصر الأول خطوطًا ويكون العنصر الأخير في النظام مشابهًا للعدسة الضوئية الحيادية، التي تستخدم لموازنة الخطوط وتركيزها على المحاور السريعة والبطيئة. بالنسبة للخطوط الطويلة جدًا، عادةً ما تكون أكبر من 50 مم، ونادرًا ما تتمتع أجهزة ليزر DUV أحادية الوضع بقدرة ليزر عالية. لذلك، يجب استخدام ليزر متعدد الأوضاع، يتطلب تحويل M2 للتركيز على الخط الضيق. يمكن تحقيق ذلك من خلال الجمع بين محاليل الحيود مثل Leanline مع متجانسات الخطوط لإنتاج تجانس جيد. يمكن استخدام العناصر الضوئية الحيادية لمقسمات شعاع الليزر لإنشاء خطوط بؤرية بنفس الشدة. يتم استخدام الخط للمسح على طول مسار شعاعي في الرقاقة، مما يتيح اكتشاف العيوب بدقة عالية عند طاقة ليزر أقل. ويأتي هذا على حساب إبطاء سرعة المسح، حيث أن المنطقة التي يتم تصويرها في أي وقت تكون أصغر بكثير.

المزايا عند استخدامها كعنصر تشكيل رئيسي في عناصر الليزر الخطية توفر البصريات الحيادية العديد من المزايا الرئيسية في تشكيل الليزر في خط (أو خطوط) للتطبيقات المطلوبة مثل قياس الرقاقة:

1. تتمتع العناصر الضوئية الحيادية بدقة زاوية مطلقة تقريبًا - وهذا أمر بالغ الأهمية عندما يلزم قياس مسافات دقيقة، كما هو الحال في تطبيقات القياس الدقيقة.

2. العناصر البصرية الحيود لها LDT (عتبة الضرر) عالية، والعناصر الضوئية Doe عادة ما تكون عناصر مسطحة، لذلك يمكن دمجها مباشرة في أنظمة متعددة المكونات.

3. يمكن للعناصر البصرية DOE الجمع بين وظائف متعددة على سطح واحد. على سبيل المثال، يمكن استخدام مقسم خط الليزر مع ناشر الخط لإنشاء خطوط متعددة، مما يتيح اكتشاف العيوب متعددة القنوات (مما يسمح لوحدات البكسل الموجودة في الكاشف الخطي "بالراحة" دون إضاءة عميقة للأشعة فوق البنفسجية).

4. إن بصريات تشكيل شعاع الليزر المعتمدة على العناصر الضوئية الحيادية لها حساسية حرارية منخفضة للغاية، ولا توجد عدسة حرارية تقريبًا، حتى أن إزالة التركيز البؤري الطفيف ستؤدي إلى الإضرار بالأداء، لذلك فهي مناسبة بشكل خاص لتشكيل خط الليزر الضيق.

سؤال وجواب:

1. كيف يمكن استخدام مكونات الليزر الخطية للكشف عن عيوب الرقاقة؟

في فحص الرقاقة، يتم استخدام حزم الأشعة فوق البنفسجية العميقة أو الخطوط الموضعية كمصادر إضاءة لتحقيق الدقة. 100 نانومتر دقة عالية للفحص المجهري للمجال الساطع أو المظلم. يتم إنشاء الخط بواسطة عنصر ليزر خطي أو جهاز تقسيم خط ليزر.

2. ما هي تحديات تشكيل خط الليزر في فحص الرقاقات؟

تتطلب التطبيقات المترولوجية مثل اكتشاف عيوب الرقاقة قوة موحدة جدًا للمحور الطويل (> 10 مم)، في حين أنها مطلوبة عادةً. خط ضيق 10um للحفاظ على دقة الكشف عن العيوب العالية. مطلوب أيضًا حواف حادة، وفي الفحص المجهري للمجال المظلم، يجب أيضًا عرض الخطوط بزاوية رعي عالية مع الحفاظ على تركيزها المحكم.

3. ما هي طرق تشكيل الشعاع المستخدمة للكشف عن عيوب الرقاقة؟

البقعة الخطية النموذجية هي نظام متعدد المكونات ينتج خطًا ضيقًا مسطحًا ومتوازيًا يركز على السطح. وبدلاً من ذلك، يمكن لمقسم الليزر إنتاج خط من الضوء يمكن بعد ذلك مسحه شعاعيًا أثناء تدوير الرقاقة. تتطلب الخطوط الأطول طاقة ليزر أعلى، وهو ما لا يمكن تحقيقه إلا باستخدام الليزر متعدد الأوضاع. لذلك، يتضمن العنصر البصري لمولد خط الليزر عادةً مكون تحويل M2 الذي يسمح بتركيز الخط بإحكام على محور واحد مع جعله أكثر تجانسًا على المحور الثاني، متبوعًا بورقة تسوية الخط وعنصر التركيز البصري.

4. ما هي مزايا المكونات البصرية الحيودية لوحدات الليزر الخطية؟

توفر وحدة ليزر خط الحيود دقة زاوية مطلقة تقريبًا، وهي معلمة أساسية ضرورية لتحقيق الاستقرار في عملية القياس. كما أن لديها عتبات ضرر عالية ومسطحة، والقدرة على دمج بصريات متعددة على سطح واحد، مما يجعلها مثالية للأنظمة متعددة المكونات التي تعمل مع وحدات DUV عالية الطاقة.

معلومات الاتصال:

إذا كان لديك أي أفكار، فلا تتردد في التحدث إلينا. بغض النظر عن مكان وجود عملائنا وما هي متطلباتنا، فإننا سوف نتبع هدفنا المتمثل في تزويد عملائنا بجودة عالية وأسعار منخفضة وأفضل خدمة.