17.10.2025Паўправаднікі ўяўляюць сабой найбольш дакладныя тэхналагічныя дасягненні ў сучаснай прамысловасці. Па меры таго, як тэхналагічныя вузлы развіваюцца ад 7 нм і 5 нм да 3 нм і вышэй, фізічныя абмежаванні закона Мура прывялі да беспрэцэдэнтных праблем дакладнасці аптычнага кантролю.
Тэхналогія ультрафіялетавага (УФ) выпраменьвання — дзякуючы карацейшым даўжыням хваль, больш высокай энергіі фатонаў і ўнікальным аптычным уласцівасцям — стала асноўным рашэннем для пераадолення гэтых абмежаванняў дакладнасці ўправерка паўправаднікоўАднак, нягледзячы на высокую яркасць крыніц ультрафіялетавага выпраменьвання, эфектыўны сігнал фатонаў, які дасягае дэтэктара, застаецца надзвычай слабым пасля аптычнага прапускання і рассейвання ўзору. Без высокаадчувальных метадаў візуалізацыі многія дэфекты субмікроннага і нават нанаметровага маштабу было б практычна немагчыма дакладна вызначыць.
Вось чаму высокаадчувальныя УФ-камеры служаць найважнейшым злучальным звяном паміж крыніцай святла і вынікамі кантролю. Яны не толькі вызначаюць, ці можна зафіксаваць ультраслабыя сігналы, але і непасрэдна ўплываюць на дакладнасць і эфектыўнасць кантролю. У гэтым артыкуле мы сістэматычна прааналізуем характарыстыкі прымянення і праблемы візуалізацыі розных дыяпазонаў даўжынь хваль УФ-выпраменьвання пры кантролі паўправаднікоў. Будуць уключаны рэальныя прыклады, якія дапамогуць вам выбраць найбольш прыдатную УФ-камеру для розных сцэнарыяў кантролю.
Тэматычныя даследаванні або рэальныя прымяненні
i) 365 нм: мікранны ўзровень хуткаснага кантролю
1. Перадгісторыя прыкладання
Даўжыня хвалі 365 нм знаходзіцца ў дыяпазоне УФА (315–400 нм). Яе карацейшая даўжыня хвалі ў параўнанні з бачным святлом забяспечвае меншую мяжу дыфракцыі і больш высокі дазвол. У адрозненне ад глыбокага УФ-выпраменьвання, крыніцы святла і аптычныя кампаненты з даўжынёй хвалі 365 нм з'яўляюцца больш дасканалымі, эканамічна эфектыўнымі і эфектыўнымі. Па гэтай прычыне 365 нм шырока выкарыстоўваецца ў корпусах і тэсціраванні паўправаднікоў для кантролю вялікай плошчы і хуткага скрынінга дэфектаў мікроннага ўзроўню.
Малюнак 1-1: Тыповыя сцэнарыі і прыклады дэфектаў пры ўпакоўцы і тэсціраванні паўправадніковых прылад на заднім канцы
2. Праблемы візуалізацыі
Каб адпавядаць патрабаванням хуткаснага сканавання на вытворчых лініях, камеры павінны спалучаць высокую адчувальнасць да ультрафіялетавага выпраменьвання з высокай частатой кадраў. Звычайныя хуткасныя прамысловыя камеры, як правіла, маюць абмежаваную рэакцыю ў ультрафіялетавым дыяпазоне, прычым квантавая эфектыўнасць часта ніжэй за 30%, што ўскладняе дасягненне высокага суадносін сігнал/шум пры высокай частаце кадраў.
3. Рэкамендаваная камера
Малюнак 1-2: Рэкамендацыя па выкарыстанні камеры UVA
Ультрафіялетавая камера Tucsen Libra з глабальным затворам дасягае квантавай эфектыўнасці 48% пры 365 нм, што ставіць яе ў лік лепшых сярод ультрафіялетавых камер і забяспечвае дакладнае выяўленне дэфектаў. Дзякуючы высокай частаце кадраў 152 кадры ў секунду і глабальнаму затвору, яна забяспечвае выразныя выявы нават на хуткарухочых вытворчых платформах, задавальняючы патрабаванні да эфектыўнасці высакахуткасных вытворчых ліній.
ii) 266 нм: субмікронны высокадакладны кантроль
1. Перадгісторыя прыкладання
Даўжыня хвалі 266 нм належыць да дыяпазону УФ-С (100–280 нм), з большай энергіяй фатонаў і меншай даўжынёй хвалі, што дазваляе выяўляць субмікронныя дэфекты і забяспечваць высокакантрасную візуалізацыю. Тыповыя сферы прымянення ўключаюць кантроль дэфектаў пярэдняй часткі пласціны ў цёмным полі, аналіз таўшчыні і аднастайнасці тонкай плёнкі, а таксама эксперыменты з фоталюмінесцэнцыяй.
Малюнак 2-1: Кантроль паўправадніковых пласцін у цёмным полі (надзвычай слабыя сігналы рассейвання)
2. Праблемы візуалізацыі
● Дэфекты мішэні часта маюць памеры менш за мікрон, што прыводзіць да надзвычай слабых сігналаў, якія патрабуюць ад камеры высокай квантавай эфектыўнасці (>60%) і нізкага ўзроўню шуму.
● З-за абмежаванняў у матэрыялах дэтэктараў на аснове крэмнію, стандартныя датчыкі часта не адпавядаюць узроўням адчувальнасці, неабходным для прафесійных праверак.
Малюнак 2-2: Рэкамендацыя па выкарыстанні камеры UVC
sCMOS-камера Tucsen Gemini 8KTDIне толькі дасягае высокай квантавай эфектыўнасці УФ-выпраменьвання 63,9% пры 266 нм, але і функцыя TDI (інтэграцыя з часовай затрымкай) яшчэ больш паляпшае суадносіны сігнал/шум УФ-візуалізацыі. Гэта мінімізуе аслабленне сігналу, выкліканае паглынаннем глыбокага УФ-святла ў паветры.
Дзякуючы высокачастотнай працы (1 МГц пры 8K TDI), у спалучэнні са стабільнай тэхналогіяй астуджэння Tucsen і высокадакладнай карэкцыяй DSNU/PRNU, камера не толькі падаўляе перашкоды ад цеплавога шуму, але і забяспечвае больш аднастайны фон выявы. Гэта забяспечвае высакахуткасны і высокадакладны аналіз дэфектаў для пярэдняга канца.праверка дэфектаў пласцін.
iii) 193 нм: ключавыя вузлы ў працэсах нанаўзроўню
1. Перадгісторыя прыкладання
Даўжыня хвалі 193 нм з'яўляецца часткай глыбокага ультрафіялетавага дыяпазону DUV (100–200 нм) і служыць асноўнай крыніцай святла ў фоталітаграфіі (эксімерны лазер ArF). Яна адыгрывае вырашальную ролю ў працэсах на вузлах з таўшчынёй 20 нм і больш складаных. На этапе кантролю 193 нм шырока выкарыстоўваецца для выяўлення дэфектаў маскі і праверкі малюнка фотарэзіста, выяўляючы дэфекты субмікроннага і нават нанаўзроўню, што дазваляе ажыццяўляць высокадакладны маніторынг працэсаў.
Малюнак 3-2: Прыклады малюнкаў кантролю дэфектаў у цёмным полі ў паўправадніковых прыладах
2. Праблемы візуалізацыі
● Святло з даўжынёй хвалі 193 нм моцна паглынаецца кіслародам і вадзяной парай у паветры, што прыводзіць да значнага аслаблення сігналу. Прымяненне, якое патрабуе больш доўгіх аптычных шляхоў, можа нават запатрабаваць вакууму або асяроддзя інэртнага газу.
● Звычайныя дэтэктары на аснове крэмнію маюць абмежаваную рэакцыю на высокаэнергетычныя фатоны даўжынёй 193 нм. Як правіла, патрэбныя чыпы з задняй падсветкай (BSI), часта суправаджаныя спецыяльнымі працэсамі аптымізацыі для павышэння квантавай эфектыўнасці.
● Каб забяспечыць высокую стаўленне сігнал/шум пры слабым сігнале і стабільную працяглую працу, камеры павінны мець глыбокае астуджэнне і канструкцыю з нізкім узроўнем шуму.
3. Рэкамендаваная камера
Малюнак 3-3: Рэкамендаваныя камеры DUV/EUV
Тэхнічныя праблемы і рашэнні для УФ-візуалізацыі ў паўправадніках
Тэхнічныя праблемы ў УФ-візуалізацыі
1. Згасанне сігналу
Ультрафіялетавае выпраменьванне, асабліва карацейшых даўжынь хваль, вельмі схільнае да згасання пры праходжанні праз паветра. Гэта згасанне адбываецца з-за паглынання вадзяной парай і кіслародам у атмасферы, што аслабляе сігнал і зніжае магчымасці выяўлення. Пры інспекцыі паўправаднікоў, дзе дэфекты, якія выяўляюцца, часта маюць субмікронны або нанамаштаб, гэтая страта сігналу можа істотна паўплываць на дакладнасць візуалізацыі.
2. Адчувальнасць датчыка
Звычайныя крэмніевыя датчыкі часта не забяспечваюць дастатковай адчувальнасці для высокаэнергетычнага ультрафіялетавага выпраменьвання, асабліва на даўжынях хваль, такіх як 193 нм і 266 нм. У выніку ўзнікае неабходнасць у спецыялізаваных чыпах з задняй падсветкай (BSI) і аптымізаваных аптычных сістэмах. Без гэтых дасягненняў дасягнуць высокай квантавай эфектыўнасці і нізкага ўзроўню шуму пры УФ-візуалізацыі практычна немагчыма.
3. Цеплавы і экалагічны шум
Паколькі сістэмы УФ-візуалізацыі працуюць ва ўмовах нізкай асветленасці, нават нязначныя змены навакольнага асяроддзя або цеплавы шум ад камеры могуць значна знізіць якасць атрыманых малюнкаў. Высокакласныя УФ-камеры павінны мець перадавыя сістэмы астуджэння і нізкашумныя канструкцыі, каб забяспечыць аптымальную прадукцыйнасць у асяроддзях вытворчасці паўправаднікоў.
Рашэнні для пераадолення праблем
● Вакуумнае асяроддзе або асяроддзе інэртнага газу
Каб супрацьстаяць аслабленню сігналу з-за паглынання ў атмасферы, працэсы кантролю паўправаднікоў з выкарыстаннем ультрафіялетавага выпраменьвання з даўжынямі хваль, такімі як 193 нм, часта праводзяцца ў вакууме або асяроддзі інэртнага газу. Гэта мінімізуе ўплыў паветра на якасць сігналу.
● Датчыкі з падсветкай (BSI)
Датчыкі BSI спецыяльна распрацаваны для павышэння адчувальнасці ультрафіялетавых камер, што дазваляе ім больш эфектыўна рэагаваць на больш энергічнае ультрафіялетавае выпраменьванне. Гэтыя датчыкі дапамагаюць палепшыць квантавую эфектыўнасць і дазваляюць больш дакладна візуалізаваць дэфекты на меншых даўжынях хваль.
●Палепшанае астуджэнне і нізкашумныя канструкцыі
Для памяншэння цеплавога шуму ў высокапрадукцыйныя УФ-камеры інтэграваны перадавыя рашэнні для астуджэння (напрыклад, астуджэнне на аснове элементаў Пельцье). Гэта забяспечвае стабільную і надзейную працяглую працу, захоўваючы пры гэтым нізкі ўзровень шуму для атрымання высакаякасных малюнкаў.
Фактары, якія трэба ўлічваць пры выбары УФ-камеры
Выбар патрэбнай УФ-камеры для кантролю паўправаднікоў — гэта не проста выбар камеры з найвышэйшым дазволам. Вось некалькі ключавых фактараў, якія варта ўлічваць:
1. Квантавая эфектыўнасць (КЭ)
Квантавая эфектыўнасць вымярае, наколькі эфектыўна датчык камеры пераўтварае ўваходныя ультрафіялетавыя фатоны ў карысныя электрычныя сігналы. Больш высокая квантавая эфектыўнасць азначае лепшую адчувальнасць і захоп сігналу, што асабліва важна пры праверцы паўправаднікоў, дзе дэфекты часта маюць субмікронны або нанамаштаб.
2. Шумавыя характарыстыкі
Шум, як цеплавы, так і электронны, можа перашкаджаць працэсу візуалізацыі, асабліва пры працы са слабымі УФ-сігналамі. Выбар УФ-камеры з нізкім узроўнем шуму мае вырашальнае значэнне для атрымання выразных, высакаякасных малюнкаў, якія дакладна адлюстроўваюць дэфекты.
3. Дыяпазон даўжынь хваль
Розныя даўжыні хваль лепш падыходзяць для розных тыпаў дэфектаў і прымянення. Камеры з пэўнымі магчымасцямі даўжынь хваль (365 нм, 266 нм, 193 нм) варта выбіраць у залежнасці ад мэтавага паўправадніковага працэсу. Разуменне ўзаемадзеяння даўжыні хвалі з правяраемым матэрыялам дапамагае максымізаваць выяўленне дэфектаў.
4. Сістэмы астуджэння
У высокапрадукцыйных УФ-камерах, асабліва тых, што выкарыстоўваюцца ў прамысловых умовах, перадавыя сістэмы астуджэння маюць важнае значэнне для зніжэння цеплавога шуму і забеспячэння стабільнай працы на працягу працяглых перыядаў выкарыстання.
5. Частата кадраў
Высокахуткасныя лініі па вытворчасці паўправаднікоў патрабуюць высокай частаты кадраў для захопу хуткарухомых дэфектаў. Выбар УФ-камеры з аптымальнай частатой кадраў (напрыклад, 152 кадры ў секунду пры 365 нм) гарантуе, што камера зможа спраўляцца з хуткімі цыкламі кантролю без шкоды для якасці выявы.
6. Інтэграцыя з існуючым абсталяваннем
Ультрафіялетавая камера павінна бездакорна інтэгравацца з існуючымі сістэмамі кантролю і вытворчасці паўправаднікоў. Улічвайце такія фактары, як прапускная здольнасць інтэрфейсу перадачы дадзеных, магчымасці сінхранізацыі з абсталяваннем вышэйшай і наступнай лініі, а таксама сумяшчальнасць з існуючымі аптычнымі сістэмамі.
Параўнанне тэхналогій УФ-візуалізацыі з іншымі метадамі
Ультрафіялетавая візуалізацыя мае шэраг пераваг перад традыцыйнымі метадамі кантролю, але яна таксама мае свае праблемы. Вось параўнанне з іншымі распаўсюджанымі тэхналогіямі:
1. Ультрафіялетавая візуалізацыя супраць аптычнага кантролю
Аптычныя метады кантролю часта абапіраюцца на бачнае святло, якое абмежавана дыфракцыяй, што робіць іх непрыдатнымі для выяўлення дэфектаў субмікроннага і нанаўзроўню. Ультрафіялетавая візуалізацыя, з іншага боку, прапануе больш кароткія даўжыні хваль, што дазваляе атрымаць больш высокі дазвол і магчымасць выяўляць меншыя дэфекты з большай дакладнасцю.
2. УФ-візуалізацыя супраць электроннай мікраскапіі (ЭМ)
Хоць электронная мікраскапія і дае вельмі падрабязныя выявы, яна звычайна больш павольная і дарагая. Ультрафіялетавая візуалізацыя забяспечвае больш хуткае і эканамічна эфектыўнае рашэнне для высакахуткасных вытворчых ліній, забяспечваючы пры гэтым дастатковую раздзяляльную здольнасць для большасці дэфектаў паўправаднікоў.
3. Ультрафіялетавая візуалізацыя супраць рэнтгенаўскага кантролю
Рэнтгенаўскі кантроль карысны для выяўлення ўнутраных дэфектаў, але абмежаваны ў выяўленні паверхневых анамалій, асабліва на тонкіх пластах або матэрыялах, якія неэфектыўна ўзаемадзейнічаюць з рэнтгенаўскімі прамянямі. Ультрафіялетавая тамаграфія выдатна падыходзіць для выяўлення паверхневых дэфектаў і больш падыходзіць для маніторынгу паўправадніковых працэсаў, такіх як кантроль масак.
Кароткі змест стратэгіі выбару УФ-камеры
Па меры скарачэння даўжыні хвалі ультрафіялетавага выпраменьвання (УФА) складанасць кантролю ўзрастае, а таксама патрабаванні да прадукцыйнасці камер павялічваюцца. Камеры павінны мець больш высокую квантавую эфектыўнасць (КК), больш нізкі ўзровень шуму і высокую стабільнасць сістэмы, каб падтрымліваць выразную і надзейную выяву ва ўмовах надзвычай слабога сігналу. Як адзін з нямногіх пастаўшчыкоў у Кітаі, якія прапануюць рашэнні для УФ-камер, якія ахопліваюць увесь дыяпазон ад УФА да УФА, Tucsen можа прапанаваць вам высоканадзейныя прадукты і гарантыі прадукцыйнасці для розных этапаў кантролю.
Пры вытворчасці і кантролі паўправаднікоў выбар камеры павінен не толькі адпавядаць даўжыні хвалі ультрафіялетавага выпраменьвання, але і ўсебакова ўлічваць такія фактары, як аптычныя сістэмы, спектральны водгук, хуткасць сканавання платформы, прапускная здольнасць інтэрфейсу перадачы дадзеных і сінхранізацыя з абсталяваннем вышэйшага і наступнага ўзроўню. Калі вы плануеце ўкараніць рашэнні для ультрафіялетавай візуалізацыі ў вашай сістэме абсталявання, не саромейцеся звяртацца да нас. Наша тэхнічная каманда забяспечыць поўную тэхнічную падтрымку, ад выбару камеры да ўкаранення сістэмы, адаптаваную да патрэб вашага прыкладання.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Усе правы абаронены. Пры цытаванні, калі ласка, спасылайцеся на крыніцу:www.tucsen.com
