線激光元件被用于晶圓檢測(cè)

在半導(dǎo)體行業(yè)中，較小的表面缺陷和顆粒是一個(gè)主要問(wèn)題，這會(huì)降低產(chǎn)量并耗費(fèi)生產(chǎn)的時(shí)間和成本。因此，檢測(cè)半導(dǎo)體晶圓表面的缺陷和污染至關(guān)重要，這是在半導(dǎo)體計(jì)量行業(yè)許多客戶面臨的挑戰(zhàn)。晶圓表面檢測(cè)的快速且具有成本效益的方法之一是使用激光線照明和暗場(chǎng)/明場(chǎng)顯微鏡來(lái)檢測(cè)缺陷，通常在深紫外（duv）波長(zhǎng)下檢測(cè)100nm以下的缺陷。在這種方法中，holoor指出當(dāng)線沿徑向掃描時(shí)，晶圓旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生晶圓的大面積采樣，從而可以減少掃描時(shí)間。由于大多數(shù)紫外和深紫外激光器沒(méi)有線輸出輪廓，因此通常采用線激光元件使激光成形為線形。
半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)中使用線激光光學(xué)元件的要求
使用深紫外波長(zhǎng)的激光線進(jìn)行晶圓缺陷檢測(cè)的要求非常嚴(yán)格-通常必須是很長(zhǎng)的線（>10mm），同時(shí)保持激光線<10um的窄寬度和出色的均勻性。對(duì)于暗場(chǎng)顯微鏡，激光線需要以掠射角投射到晶圓上，同時(shí)在很長(zhǎng)的線長(zhǎng)度上保持緊密聚焦。這種線通常不能通過(guò)單衍射光學(xué)元件（如線型勻化片）來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈儗?duì)單模激光器產(chǎn)生散斑，而多模激光器不能以合理焦深聚焦到緊密線上。
這種類型的性能需要holoor高精度的光束整形光學(xué)元件，以生成具有所需邊緣清晰度、均勻性、寬度和長(zhǎng)度的激光線。這種精度通?？梢酝ㄟ^(guò)衍射光學(xué)或自由曲面光學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
用于晶圓缺陷檢測(cè)的光束整形方法（holoor）
對(duì)線激光模組的嚴(yán)格要求表明，有幾種可能的解決方法來(lái)應(yīng)對(duì)光束整形的挑戰(zhàn)，所有這些都需要多元件的衍射或自由形式的折射光學(xué)器件系統(tǒng)。
對(duì)于線長(zhǎng)度在10-20mm范圍內(nèi)的典型情況，單模深紫外激光器可提供足夠的功率來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。這種情況需要多個(gè)元件平**光束整形，其中**個(gè)元件產(chǎn)生線，而系統(tǒng)中的最后一個(gè)元件類似于衍射光學(xué)透鏡，用于準(zhǔn)直線并將其聚焦在快慢軸上。
對(duì)于特別長(zhǎng)的線，通常為>50mm，單模duv激光器很少有高的激光功率。因此，必須使用多模激光器，需要m2變換才能聚焦到窄線。這可以通過(guò)衍射解決方案（如leanline）與線勻化片結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，以產(chǎn)生良好的均勻性。
激光分束器衍射光學(xué)元件可用于生成具有相同強(qiáng)度的焦點(diǎn)線。該線用于在晶圓中沿徑向掃描，從而能夠以較低的激光功率進(jìn)行高分辨率缺陷檢測(cè)。這樣做的代價(jià)是降低了掃描速度，因?yàn)樵谌魏谓o定時(shí)間成像的區(qū)域都明顯變小。
doe光學(xué)元件在線激光元件中用作關(guān)鍵整形元件時(shí)的優(yōu)勢(shì)
衍射光學(xué)元件在將激光器塑造成一條（或多條線）的線方面具有幾個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，適用于晶圓計(jì)量等要求苛刻的應(yīng)用：
1.衍射光學(xué)衍元件具有幾乎**的角度精度-這在需要測(cè)量精確距離時(shí)至關(guān)重要，例如在精確計(jì)量應(yīng)用中。
2.衍射光學(xué)元件具有高ldt（損傷閾值），且doe光學(xué)元件通常是扁平元件，因此可以直接集成到多元件系統(tǒng)中。
3.doe光學(xué)元件可以在單個(gè)表面組合多種功能。例如，激光線分束器可以與線擴(kuò)散器結(jié)合使用以生成多條線，從而實(shí)現(xiàn)多條通道缺陷檢測(cè)（允許線性探測(cè)器中的像素在沒(méi)有深紫外照明的情況下“休息”）。
4.基于衍射光學(xué)元件的激光束整形光學(xué)器件具有非常低的熱靈敏度，幾乎沒(méi)有熱透鏡，即使是輕微的離焦也會(huì)損害性能，因此特別適用于窄激光線整形。
問(wèn)答：
1. 線激光元件如何用于晶圓缺陷檢測(cè)？
在晶圓檢測(cè)中，使用深紫外線束或光斑線作為照明源，以實(shí)現(xiàn)分辨率<100nm的高分辨率明場(chǎng)或暗場(chǎng)顯微鏡。該線由線激光元件或激光線分束器產(chǎn)生。
2. 激光線整形在晶圓檢測(cè)中面臨的挑戰(zhàn)是什么？
晶圓缺陷檢測(cè)等計(jì)量應(yīng)用需要沿長(zhǎng)線軸（>10mm）非常均勻的強(qiáng)度，同時(shí)通常需要<10um的窄線，以保持高缺陷檢測(cè)分辨率。還需要鋒利的邊緣，在暗場(chǎng)顯微鏡中，線還需要以高掠射角投影，同時(shí)仍保持其緊密聚焦。
3. 晶圓缺陷檢測(cè)使用哪些光束整形方法？
典型的線光斑是一個(gè)多元件系統(tǒng)，產(chǎn)生一個(gè)平**的、準(zhǔn)直的窄線，聚焦在表面?；蛘?，一個(gè)激光分光器可以產(chǎn)生一條光點(diǎn)線，然后在旋轉(zhuǎn)晶圓的同時(shí)進(jìn)行徑向掃描。較長(zhǎng)的線需要較高的激光功率，只有多模式激光器才能實(shí)現(xiàn)。因此，激光線發(fā)生器的光學(xué)元件通常包括一個(gè)m2轉(zhuǎn)換組件，允許在一個(gè)軸上緊密聚焦線，同時(shí)使其在*二個(gè)軸上較加均勻，然后是線勻化片和聚焦光學(xué)元件。
4. 衍射光學(xué)元件對(duì)線激光模組有哪些優(yōu)勢(shì)？
衍射線激光模組提供幾乎**的角度精度，這是穩(wěn)定計(jì)量過(guò)程所需的關(guān)鍵參數(shù)。它們還具有扁平、高損傷閾值，并且可以在單個(gè)表面集成多種光學(xué)的功能，使其成為使用高功率duv運(yùn)行的多元件系統(tǒng)的理想選擇。
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