2025/09/17Komercializuojant 3 nm technologiją, augant dirbtinio intelekto lustų paklausai ir nuolat tobulėjant mobiliųjų procesorių technologijoms, puslaidininkių gamyba įžengė į precedento neturinčio tikslumo erą. Šioje aplinkoje tokie svarbūs procesai kaip plokštelių defektų tikrinimas ir EUV kaukių tikrinimas kelia vis griežtesnius reikalavimus vaizdo gavimo sistemoms.
Laiko uždelsimo integravimo (TDI) kameros, žinomos dėl didelės spartos skenavimo, didelio lauko aprėpties ir didelės skiriamosios gebos vaizdų, tapo esminiais pažangios tikrinimo įrangos komponentais. Tačiau jų didžiausias tikslumas priklauso nuo vieno svarbaus veiksnio: vaizdo netolygumo triukšmo korekcijos.
Kaip pirmaujanti šalies įmonėTDI kamera„Tucsen Photonics“ tiekėja sukaupė didelę patirtį DSNU/PRNU korekcijos srityje, kuri užtikrina didesnį puslaidininkių patikros patikimumą. Šiame straipsnyje nagrinėjami DSNU/PRNU korekcijos principai, evoliucija ir taikymas, taip pat kodėl ji atlieka lemiamą vaidmenį pažangioje procesų patikroje.
DSNU ir PRNU supratimas
Teoriškai kiekvienas vaizdo jutiklio pikselis turėtų reaguoti vienodai tomis pačiomis sąlygomis, tiek tamsoje, tiek apšvietime. Praktiškai nedideli gamybos skirtumai, medžiagų neatitikimai ir nuskaitymo grandinės netobulumai sukelia pikselių skirtumus, dėl kurių susidaro fiksuoto šablono triukšmas (FPN).
DSNU (tamsaus signalo nevienodumas)
● DSNU (tamsos srovės nukrypimas nuo normos) įvyksta, kai visiškoje tamsoje pikseliai generuoja skirtingus tamsiosios srovės lygius, dėl kurių susidaro ryškios arba tamsios fiksuotos dėmės, juostelės arba dėmės. Tai ypač pastebima ilgo išlaikymo arba prasto apšvietimo sąlygomis.
1-1 pav.:Vienas iš tipiškiausių DSNU apraiškų, aiškiai rodantis pikselių tamsos signalo nehomogeniškumo savybes.
PRNU (nuotraukos atsako netolygumas)
● PRNU reiškia skirtingų pikselių fotoelektrinio konversijos efektyvumo skirtumus esant vienodam apšvietimui. Priežastys: mikrolęšio nesutapimas, diodų dydžių skirtumai ir legiravimo netolygumas. PRNU paprastai pasireiškia kaip ryškumo tekstūra, juostos arba tinklelio pavidalo raštai.
1-2 pav.:Vienas iš tipiškiausių PRNU apraiškų, aiškiai parodantis pikselių fotoatsako netolygumo savybes.
Kaip veikia DSNU/PRNU korekcija
DSNU/PRNU korekcijos tikslas – slopinti pikselių individualumą, kad visi pikseliai elgtųsi taip, tarsi būtų idealūs. Po korekcijos vaizdo fonas tampa vienodai pilkas, todėl padidėja matavimo tikslumas ir duomenų patikimumas.
Įprasti metodai apima:
1. Statinė korekcija
Naudojant tamsaus ir plokščio lauko kalibravimo duomenis, siekiant kompensuoti būdingus pikselių skirtumus. Šis metodas yra paprastas, bet jautrus temperatūros poslinkiui, įrenginio senėjimui ir šviesos šaltinio kitimui.
2. Aušinimo ir temperatūros reguliavimo korekcija
Naudojamas termoelektrinis aušinimas (TEC) tamsiajai srovei ir DSNU slopinti kartu su daugiatemperatūriais kalibravimo profiliais. Tai stabilizuoja fono vienodumą ir užtikrina patikimą veikimą ilgalaikio veikimo metu.
3. Dirbtiniu intelektu pagrįsta realaus laiko korekcija (kylanti tendencija)
FPGA/ISP pavyzdžių ėmimo su dirbtinio intelekto valdomais dinaminiais algoritmais panaudojimas korekcijos koeficientams koreguoti realiuoju laiku. Šis metodas prisitaiko prie šviesos svyravimų, temperatūros poslinkio ir pikselių senėjimo, todėl tinka būsimoms didelio našumo tikrinimo sistemoms.
2 pav.:DSNU/PRNU korekcijos rezultatų palyginimas prieš ir po korekcijos. Po korekcijos vaizdo fonas yra labai vienodas.
Technologijų tendencijos
Kadangi pažangūs puslaidininkių gamybos procesai toliau tobulėja, o dirbtinio intelekto taikomųjų programų valdomų pažangiausių lustų paklausa nuolat auga, pramonė kelia didesnius lūkesčius dėl tikrinimo tikslumo. Kalibravimo technologijos taip pat keičiasi: nuo tradicinio „koregavimo po užbaigimo“ ir „proceso slopinimo“ pereinama prie intelektualesnio, realaus laiko kalibravimo.
Puslaidininkių tikrinimo iššūkiai
Pažangiuose puslaidininkių procesuose fono vienodumas tiesiogiai lemia mažo kontrasto defektų aptikimo galimybes.
● Šviesaus lauko patikra (mažo kontrasto defektai)
Daugelis plokštelių paviršiaus defektų, tokių kaip nanodalelės, litografiniai likučiai ir mikroįbrėžimai, nuo fono skiriasi vos 1–3 %. Jei PRNU lygiai yra tame pačiame diapazone, defektų signalai gali būti paslėpti foniniame triukšme, todėl defektai gali būti praleisti.
3-1 pav.:Puslaidininkių apžiūros vaizdo pavyzdys DIC šviesaus lauko režimu
● Tamsaus lauko arba prasto apšvietimo apžiūra (itin silpni signalai)
Tamsiojo lauko metodai remiasi silpnais išsklaidytais signalais, kurie gali būti keliais dydžio eilėmis mažesni už foną. DSNU gali sukurti klaidingai ryškius raštus tamsiose srityse, kuriuos lengva klaidingai klasifikuoti kaip defektus. Fotoliuminescencijos (PL) arba elektroliuminescencijos (EL) bandymuose, kai signalus gali sudaryti tik dešimtys elektronų, net maži DSNU likučiai gali užmaskuoti tikruosius defektus.
3-2 pav.:Reprezentatyvus puslaidininkių defektų tikrinimo tamsaus lauko vaizdas
● Daugiarežimis patikrinimas (sudėtingomis sąlygomis)
Pažangios sistemos dažnai derina kelis bangos ilgius, kampus ir linijų dažnius. Tačiau DSNU ir PRNU charakteristikos šiuose režimuose skiriasi. Jei korekcijos negali dinamiškai prisitaikyti, tam tikrose konfigūracijose aptikimo tikslumas gerokai sumažėja.
3-3 pav.:Daugiabūdės puslaidininkinės sistemos skausmo taškų schema
Pažangi „Tucsen“ DSNU/PRNU korekcijos technologija
Siekiant išspręsti šias problemas, „Tucsen TDI“ kamerose naudojama visavertė DSNU/PRNU slopinimo sistema, apimanti aušinimą, temperatūros valdymą ir didelio tikslumo kalibravimą. Tai užtikrina stabilų ir didelio tikslumo patikrinimą net ir ilgą veikimo laiką, naudojant kintamus režimus ir esant prastam apšvietimui.
1. Didelio našumo aušinimas ir temperatūros valdymas
● Pažangūs TEC moduliai gerokai sumažina tamsiąją srovę ir DSNU bazinę liniją.
● Tikslus šilumos valdymas palaiko temperatūros stabilumą ±0,5 °C ribose, taip išvengiant kalibravimo poslinkio ilgalaikio veikimo metu.
4-1 pav.:Fono vienodumo palyginimas prieš ir po aušinimo, naudojant „Tucsen“ TDI kamerą
2. Didelio tikslumo kalibravimas
● Saugo ir perjungia šimtus kalibravimo profilių, kad prisitaikytų prie kelių bangos ilgių, kelių kampų ir kelių dažnių režimų.
● Pavyzdžiui,„Gemini 8K TDI SCMO“ kameraPasiekia vos 0,124 % PRNU ir vos 5,8 e⁻ DSNU (10 bitų), to pakanka defektams pašalinti esant <1 % kontrastui.
4-2 pav.:PRNU/DSNU korekcijos vartotojo sąsaja Tucsen TDI kameros programinėje įrangoje
Perspektyva: nuo pagalbinės iki pagrindinės technologijos
Tobulėjant puslaidininkių gamybai, DSNU/PRNU korekcija iš pagalbinės funkcijos išsivystė į pagrindinį tikrinimo tikslumą užtikrinantį veiksnį.
„Tucsen Photonics“ ir toliau investuoja į naujos kartos korekcijos technologijas, daugiausia dėmesio skirdama didesniam tikslumui, išmaniam pritaikymui ir platesnei taikymo sričiai. Šis įsipareigojimas remia tiek šalies vidaus savarankiškumą, tiek pasaulinį konkurencingumą puslaidininkių gamyboje.
Augant dirbtinio intelekto, daiktų interneto ir autonominio vairavimo paklausai, patikros tikslumo reikalavimai tik dar labiau kils. Įmonės, kurios įvaldė pagrindines taisymo technologijas, turės pranašumą skatindamos pažangą visoje puslaidininkių pramonėje.
Susisiekite su mumis
Dėl išsamių specifikacijų, taikymo atvejų ar individualių sprendimų, skirtų „Tucsen“ TDI kameroms, susisiekite su mūsų technine komanda. Mes teikiame visapusišką pagalbą nuo sprendimų projektavimo iki integravimo į gamybos liniją.
Norite sužinoti daugiau? Peržiūrėkite susijusius straipsnius:
TDI kameros 101: kas jos yra ir kaip jos veikia
Kodėl TDI kamerų technologija populiarėja pramoniniame vaizdavime
„Tucsen Photonics Co., Ltd.“ Visos teisės saugomos. Cituojant prašome nurodyti šaltinį:www.tucsen.com
