Yarı İletken Denetiminde DSNU/PRNU Düzeltmesinin Önemi

3nm teknolojisinin ticarileştirilmesi, yapay zeka çiplerine olan talebin artması ve mobil işlemcilerdeki sürekli gelişmelerle birlikte, yarı iletken üretimi benzeri görülmemiş bir hassasiyet çağına girmiştir. Bu ortamda, gofret kusur denetimi ve EUV maske denetimi gibi kritik süreçler, görüntüleme sistemlerine giderek daha katı gereksinimler getirmektedir.

Yüksek hızlı tarama, geniş alan kapsamı ve yüksek çözünürlüklü görüntüleme özellikleriyle bilinen Zaman Gecikmeli Entegrasyon (TDI) kameraları, gelişmiş denetim ekipmanlarının vazgeçilmez bileşenleri haline gelmiştir. Bununla birlikte, nihai doğrulukları kritik bir faktöre bağlıdır: görüntüdeki homojen olmama kaynaklı gürültünün düzeltilmesi.

Önde gelen bir yerli şirket olarakTDI kameraTedarikçi Tucsen Photonics, DSNU/PRNU düzeltmesi konusunda güçlü bir uzmanlık geliştirerek yarı iletken denetiminde daha yüksek güvenilirlik sağlamıştır. Bu makale, DSNU/PRNU düzeltmesinin prensiplerini, gelişimini ve uygulamalarını ve gelişmiş süreç denetiminde neden belirleyici bir rol oynadığını incelemektedir.

DSNU ve PRNU'yu Anlamak

Teoride, bir görüntü sensöründeki her piksel, karanlıkta veya aydınlatma altında aynı koşullar altında aynı şekilde tepki vermelidir. Pratikte, üretimdeki küçük farklılıklar, malzeme tutarsızlıkları ve okuma devresi kusurları, pikselden piksele farklılıklara neden olarak sabit desen gürültüsüne (FPN) yol açar.

DSNU (Karanlık Sinyal Düzensizliği)

● DSNU, piksellerin tamamen karanlıkta farklı seviyelerde karanlık akım üretmesi sonucu parlak veya koyu sabit noktalar, çizgiler veya lekeler oluşmasına neden olur. Özellikle uzun pozlamalarda veya düşük ışıklı ortamlarda görüntüleme sırasında belirgin hale gelir.

Şekil 1-1:DSNU'nun en tipik belirtilerinden biri, piksel karanlık sinyal homojen olmamasının özelliklerini açıkça göstermektedir.

PRNU (Fotoğraf Tepki Düzensizliği)

● PRNU, düzgün aydınlatma altında fotoelektrik dönüşüm verimliliğindeki pikselden piksele varyasyonları ifade eder. Nedenleri arasında mikro lens hizalama hatası, diyot boyut farklılıkları ve katkılama düzensizliği yer alır. PRNU tipik olarak parlaklık dokusu, bantlanma veya ızgara benzeri desenler şeklinde kendini gösterir.

Şekil 1-2:PRNU'nun en tipik tezahürlerinden biri, piksel fotoyanıtlama düzensizliğinin özelliklerini açıkça göstermektedir.

DSNU/PRNU Düzeltmesi Nasıl Çalışır?

DSNU/PRNU düzeltmesinin amacı, piksel bireyselliğini bastırarak tüm piksellerin idealmiş gibi davranmasını sağlamaktır. Düzeltme sonrasında, görüntü arka planları tekdüze griye yaklaşır, bu da daha yüksek ölçüm hassasiyeti ve veri güvenilirliği sağlar.

Yaygın yaklaşımlar şunlardır:

1. Statik Düzeltme

Piksel farklılıklarını telafi etmek için karanlık alan ve düz alan kalibrasyon verileri kullanılır. Bu yöntem basittir ancak sıcaklık değişimine, cihazın eskimesine ve ışık kaynağı varyasyonuna karşı hassastır.

2. Soğutma ve Sıcaklık Kontrolü Düzeltmesi

Karanlık akımı ve DSNU'yu bastırmak için termoelektrik soğutma (TEC) kullanılması, çoklu sıcaklık kalibrasyon profilleriyle birleştirilmiştir. Bu, arka plan homojenliğini stabilize eder ve uzun süreli çalışma boyunca güvenilir performans sağlar.

3. Yapay Zeka Tabanlı Gerçek Zamanlı Düzeltme (Yükselen Trend)

FPGA/ISP örneklemesini yapay zeka destekli dinamik algoritmalarla birleştirerek düzeltme katsayılarını gerçek zamanlı olarak ayarlama. Bu yaklaşım, ışık dalgalanmalarına, sıcaklık değişimlerine ve piksel eskimesine uyum sağlayarak gelecekteki yüksek verimli denetim sistemleri için uygun hale gelir.

Düzeltme öncesi ve sonrası DSNU ve PRNU etkilerinin karşılaştırılması

Şekil 2:DSNU/PRNU düzeltme sonuçlarının düzeltme öncesi ve sonrası karşılaştırması. Düzeltme sonrasında, görüntü arka planı oldukça homojen hale gelmiştir.

Teknoloji Trendleri

Gelişmiş yarı iletken üretim süreçleri evrim geçirmeye devam ederken ve yapay zeka uygulamalarıyla desteklenen en son teknolojiye sahip çipler için talep artmaya devam ederken, sektör denetim doğruluğuna ilişkin beklentilerini de yükseltiyor. Kalibrasyon teknolojileri de bir dönüşüm geçiriyor: geleneksel "tamamlandıktan sonra ayarlama" ve "işlem bastırma" yöntemlerinden daha akıllı, gerçek zamanlı kalibrasyona doğru bir geçiş yaşanıyor.

Yarı İletken Muayenesinde Karşılaşılan Zorluklar

Gelişmiş yarı iletken süreçlerinde, arka plan homojenliği, düşük kontrastlı kusurların tespit edilebilirliğini doğrudan belirler.

● Parlak Alan İncelemesi (Düşük Kontrastlı Kusurlar)

Nano parçacıklar, litografik kalıntılar ve mikro çizikler gibi birçok yonga yüzeyi kusuru, arka plandan yalnızca %1-3 oranında farklılık gösterir. PRNU seviyeleri aynı aralıktaysa, kusur sinyalleri arka plan gürültüsü içinde kaybolabilir ve bu da tespit edilememesine yol açabilir.

Şekil 3-1:DIC Parlak Alan Modunda Yarı İletken İnceleme Görüntüsüne Örnek

● Karanlık Alan veya Düşük Işıkta İnceleme (Son Derece Zayıf Sinyaller)

Karanlık alan yöntemleri, arka planın çok altında olabilen zayıf saçılan sinyallere dayanır. DSNU, karanlık bölgelerde yanlış parlak desenler oluşturabilir ve bunlar kolayca kusur olarak sınıflandırılabilir. Sinyallerin yalnızca onlarca elektron olabileceği fotolüminesans (PL) veya elektrolüminesans (EL) testlerinde, küçük DSNU kalıntıları bile gerçek kusurları gizleyebilir.

Şekil 3-2:Yarıiletkenlerde Hata İncelemesinin Temsili Karanlık Alan Görüntüsü

● Çok Modlu Muayene (Karmaşık Koşullar)

Gelişmiş sistemler genellikle birden fazla dalga boyunu, açıyı ve hat hızını bir araya getirir. Bununla birlikte, DSNU ve PRNU özellikleri bu modlar arasında değişiklik gösterir. Düzeltmeler dinamik olarak uyarlanamazsa, belirli konfigürasyonlarda algılama doğruluğu önemli ölçüde düşer.

Şekil 3-3:Çok Koşullu Bir Yarı İletken Sistemdeki Sorunlu Noktaların Şematik Gösterimi

Tucsen'in Gelişmiş DSNU/PRNU Düzeltme Teknolojisi

Bu sorunları gidermek için Tucsen TDI kameraları, soğutma, sıcaklık kontrolü ve yüksek hassasiyetli kalibrasyonu birleştiren eksiksiz bir DSNU/PRNU bastırma sistemi kullanır. Bu, uzun çalışma süreleri, değişken modlar ve düşük ışık koşullarında bile istikrarlı ve yüksek doğrulukta inceleme sağlar.

1. Yüksek Performanslı Soğutma ve Sıcaklık Kontrolü

● Gelişmiş TEC modülleri karanlık akımı ve DSNU taban değerini önemli ölçüde azaltır.
● Hassas termal yönetim, sıcaklık kararlılığını ±0,5 °C içinde tutarak uzun süreli çalışma sırasında kalibrasyon kaymasını önler.

Şekil 4-1:Tucsen'in TDI Kamerası için Soğutma Öncesi ve Sonrası Arka Plan Homojenliğinin Karşılaştırılması

2. Yüksek Hassasiyetli Kalibrasyon

● Çok dalga boylu, çok açılı ve çok frekanslı modlara uyum sağlamak için yüzlerce kalibrasyon profilini saklar ve bunlar arasında geçiş yapar.
● Örneğin,Gemini 8K TDI scmos kameraPRNU değerini %0,124'e ve DSNU (10-bit) değerini yalnızca 5,8 e⁻'ye düşürerek %1'den daha düşük kontrastlı kusurları gidermeye yeterli sonuçlar elde eder.

Şekil 4-2:Tucsen'in TDI Kamera Yazılımında PRNU/DSNU Düzeltmesi için Kullanıcı Arayüzü

Gelecek Perspektifi: Yardımcı Teknolojiden Temel Teknolojiye

Yarı iletken üretimindeki gelişmelerle birlikte, DSNU/PRNU düzeltmesi, destekleyici bir özellik olmaktan çıkıp denetim doğruluğunun temel bir unsuru haline gelmiştir.

Tucsen Photonics, daha yüksek hassasiyet, akıllı adaptasyon ve daha geniş uygulama kapsamına odaklanarak yeni nesil düzeltme teknolojilerine yatırım yapmaya devam ediyor. Bu taahhüt, yarı iletken üretiminde hem yerli öz yeterliliği hem de küresel rekabet gücünü desteklemektedir.

Yapay zekâ, Nesnelerin İnterneti (IoT) ve otonom sürüşten kaynaklanan artan taleplerle birlikte, denetim doğruluğu gereksinimleri daha da artacaktır. Temel düzeltme teknolojilerinde uzmanlaşan şirketler, yarı iletken endüstrisinde ilerlemeyi yönlendirmede avantajlı konumda olacaklardır.

Bize Ulaşın

Tucsen'in TDI kameralarına ilişkin detaylı teknik özellikler, uygulama örnekleri veya özelleştirilmiş çözümler için lütfen teknik ekibimizle iletişime geçin. Çözüm tasarımından üretim hattına entegrasyona kadar tam destek sağlıyoruz.

Daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? İlgili makalelere göz atın:

TDI Kameralar Hakkında Temel Bilgiler: Nelerdir ve Nasıl Çalışırlar?

TDI Kamera Teknolojisi Endüstriyel Görüntülemede Neden Giderek Daha Çok Öne Çıkıyor?