웨이퍼 검사용 라인 레이저 소자란?

반도체 산업에서는 극히 작은 표면 결함과 파티클이 큰 문제로, 이로 인해 수율이 감소하고 생산 시간과 비용이 소모될 수 있습니다. 따라서 반도체 웨이퍼 표면의 결함과 오염을 감지하는 것은 매우 중요하며, 이는 반도체 계측 산업의 많은 고객이 직면한 과제입니다. 웨이퍼 표면 검사를 위한 빠르고 비용 효과적인 방법 중 하나는 레이저 라인 조명과 암시야/명시야 현미경을 사용하여 심자외선(DUV) 파장에서 일반적으로 100nm 미만의 결함을 탐지하는 것입니다. 이 방법에서 Holoor는 라인이 방사형으로 스캔될 때 웨이퍼가 회전하여 웨이퍼의 큰 샘플링 영역을 생성하여 스캔 시간을 줄일 수 있음을 보여줍니다. 대부분의 자외선 및 심자외선 레이저에는 라인 출력 프로파일이 없기 때문에라인 레이저 요소레이저를 선 모양으로 만드는 데 자주 사용됩니다.

반도체 웨이퍼 검사에 라인 레이저 광학 요소를 사용하기 위한 요구 사항

심자외선 파장의 레이저 라인을 사용하여 웨이퍼 결함을 감지하기 위한 요구 사항은 매우 엄격합니다. 종종 레이저 라인을 유지하면서 매우 긴 라인(>10mm)을 사용해야 합니다. 폭이 10um로 좁고 균일성이 우수합니다. 암시야 현미경의 경우 레이저 라인은 매우 긴 라인 길이에 걸쳐 단단히 초점을 유지하면서 스침 각도로 웨이퍼에 투사되어야 합니다. 이러한 선은 일반적으로 선형 균질화기와 같은 단일 회절 광학 요소로 얻을 수 없습니다. 왜냐하면 단일 모드 레이저에서는 반점을 생성하는 반면 다중 모드 레이저는 합리적인 초점 깊이에서 촘촘한 선에 초점을 맞출 수 없기 때문입니다.

이러한 유형의 성능을 위해서는 원하는 가장자리 선명도, 균일성, 너비 및 길이를 갖춘 레이저 라인을 생성하기 위해 Holoor의 고정밀 빔 성형 광학 장치가 필요합니다. 이러한 정밀도는 종종 회절 광학 또는 자유형 광학을 통해 달성될 수 있습니다.

웨이퍼 결함 검출을 위한 빔 성형 방법

선형 레이저 모듈에 대한 엄격한 요구 사항은 빔 성형 문제에 대한 여러 가지 가능한 솔루션이 있음을 나타냅니다. 모든 솔루션에는 다성분 구성 요소가 포함된 회절 또는 자유형 굴절 광학 시스템이 필요합니다.

선 길이가 10-20mm 범위인 일반적인 경우에는 단일 모드 원자외선 레이저가 감지에 충분한 출력을 제공합니다. 이러한 상황에는 다중 요소 플랫탑 빔 형성이 필요합니다. 여기서 첫 번째 요소는 선을 생성하고 시스템의 마지막 요소는 선을 시준하고 빠른 축과 느린 축에 초점을 맞추는 데 사용되는 회절 광학 렌즈와 유사합니다. 매우 긴 라인의 경우 일반적으로 50mm 이상이고, 단일 모드 DUV 레이저는 높은 레이저 출력을 거의 갖지 않습니다. 따라서 좁은 선에 초점을 맞추려면 M2 변환이 필요한 다중 모드 레이저를 사용해야 합니다. 이는 Leanline과 같은 회절 솔루션을 라인 균질화기와 결합하여 우수한 균일성을 생성함으로써 달성할 수 있습니다. 레이저 빔 스플리터 회절 광학 요소를 사용하면 동일한 강도의 초점선을 생성할 수 있습니다. 이 라인은 웨이퍼의 방사형 경로를 따라 스캔하는 데 사용되므로 낮은 레이저 출력에서도 고해상도 결함 감지가 가능합니다. 주어진 시간에 이미지화되는 영역이 상당히 작기 때문에 스캔 속도가 느려지는 대가를 치르게 됩니다.

인라인 레이저 요소의 주요 성형 요소로 사용될 때의 장점 회절 광학은 웨이퍼 계량과 같은 까다로운 응용 분야에서 레이저를 라인으로 성형하는 데 몇 가지 주요 이점을 제공합니다.

1. 회절 광학 요소는 거의 절대적인 각도 정확도를 갖습니다. 이는 정밀 계측 응용 분야와 같이 정확한 거리를 측정해야 할 때 중요합니다.

2. 회절 광학 요소는 LDT(손상 임계값)가 높고 Doe 광학 요소는 일반적으로 평면 요소이므로 다중 구성 요소 시스템에 직접 통합될 수 있습니다.

3.DOE 광학 요소는 단일 표면에 여러 기능을 결합할 수 있습니다. 예를 들어, 레이저 라인 스플리터를 라인 디퓨저와 함께 사용하여 여러 라인을 생성함으로써 다중 채널 결함 감지가 가능합니다(심자외선 조명 없이 선형 검출기의 픽셀을 "휴지"시킬 수 있음).

4. 회절 광학 요소를 기반으로 한 레이저 빔 성형 광학 장치는 열 감도가 매우 낮고 열 렌즈가 거의 없으며 약간의 초점 흐림에도 성능이 손상되므로 좁은 레이저 라인 성형에 특히 적합합니다.

질문과 답변:

1. 라인 레이저 부품을 웨이퍼 결함 감지에 어떻게 사용할 수 있습니까?

웨이퍼 검사에서는 해상도를 얻기 위해 원자외선이나 스폿 라인을 조명원으로 사용합니다. 100nm 고해상도 명시야 또는 암시야 현미경. 라인은 라인 레이저 요소 또는 레이저 라인 스플리터에 의해 생성됩니다.

2. 웨이퍼 검사에서 레이저 라인 성형의 과제는 무엇입니까?

웨이퍼 결함 감지와 같은 측정 응용 분야에서는 일반적으로 요구되는 것과 달리 장축(>10mm)의 매우 균일한 강도가 필요합니다. 높은 결함 검출 분해능을 유지하기 위한 10um 좁은 라인. 날카로운 모서리도 필요하며, 암시야 현미경에서는 선의 초점을 계속 유지하면서 높은 스침 각도로 투사해야 합니다.

3. 웨이퍼 결함 검출에는 어떤 빔 성형 방법이 사용됩니까?

일반적인 선형 스폿은 표면에 초점을 맞춘 평평한 상단의 시준된 좁은 선을 생성하는 다중 구성 요소 시스템입니다. 대안으로, 레이저 스플리터는 웨이퍼를 회전시키면서 방사상으로 스캔할 수 있는 광선을 생성할 수 있습니다. 라인이 길수록 더 높은 레이저 출력이 필요하며 이는 다중 모드 레이저로만 달성할 수 있습니다. 따라서 레이저 라인 생성기의 광학 요소에는 일반적으로 라인이 한 축에 집중되도록 하고 두 번째 축에서는 더 균일하게 만드는 M2 변환 구성 요소가 포함되며, 그 다음에는 라인 레벨링 시트와 집속 광학 요소가 포함됩니다.

4. 선형 레이저 모듈에 비해 회절 광학 부품의 장점은 무엇입니까?

회절 라인 레이저 모듈은 계측 프로세스를 안정화하는 데 필요한 핵심 매개변수인 거의 절대적인 각도 정확도를 제공합니다. 또한 평탄하고 높은 손상 임계값과 단일 표면에 여러 광학 장치를 통합할 수 있는 기능을 갖추고 있어 고출력 DUV로 작동하는 다중 구성 요소 시스템에 이상적입니다.

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