Micro-Epsilon ra mắt giao thoa kế tương thích chân không cho phép đo chính xác cấp nanomet
interferoMETER IMP DS35/VAC mới cho phép đo khoảng cách không tiếp xúc với độ phân giải nanomet, hỗ trợ các ứng dụng chính xác trong sản xuất bán dẫn và wafer thủy tinh.
www.micro-epsilon.com
Quy trình quang khắc bán dẫn, lắng đọng hơi vật lý (PVD) và sản xuất màn hình tấm kính hiện đại ngày càng thực hiện việc xử lý chính xác và kiểm tra đa lớp ngay bên trong buồng chân không cao và chân không siêu cao (UHV). Các cảm biến dịch chuyển quang học không tiếp xúc thông thường, như đầu dò tam giác laser hay cảm biến đồng tiêu sắc sai (chromatic confocal) tiêu chuẩn, thường gặp khó khăn trong môi trường chân không do hiện tượng thoát khí của polyme, trôi nhiệt, hoặc khoảng cách làm việc ngắn khiến thấu kính quang học nhạy cảm phải đặt quá gần mâm kẹp wafer đang chuyển động và đế nền nóng. Ngoài ra, giao thoa kế laser kiểu tăng dần (incremental) tiêu chuẩn đo dịch chuyển tương đối thay vì khoảng cách tuyệt đối, khiến chúng mất điểm tham chiếu vị trí mỗi khi chùm tia bị gián đoạn bởi mép wafer, rãnh khắc hoặc bề mặt có bậc. Để khắc phục những hạn chế đo lường này, cần các cảm biến quang học đo tuyệt đối được chế tạo từ vật liệu đạt chuẩn chân không, ít thoát khí, mang lại độ chính xác nanomet từ một khoảng cách cơ học an toàn.
Để giải quyết các thách thức đo lường độ chính xác cao bên trong thiết bị xử lý chân không, Micro-Epsilon giới thiệu interferoMETER IMP DS35/VAC, mở rộng danh mục giao thoa kế ánh sáng trắng đo tuyệt đối của hãng. Được thiết kế riêng cho môi trường chân không đến dải chân không siêu cao, cảm biến kết hợp vỏ thép không gỉ chắc chắn với cụm quang học tương thích chân không nhằm ngăn ngừa nhiễm bẩn buồng.
Ưu điểm nổi bật của IMP DS35/VAC là khoảng cách offset lớn khoảng 35 mm kết hợp với dải đo 2,1 mm. Khoảng hở làm việc mở rộng này cho phép giám sát vị trí không tiếp xúc trong sản xuất wafer thủy tinh và kiểm tra wafer phủ lớp mà không có nguy cơ va chạm với đế nền nhạy cảm, đồng thời tiếp cận được các điểm đo thấp hoặc khó tiếp cận trong buồng xử lý chật hẹp. Cụm quang học chiếu một điểm sáng có đường kính chỉ 15 µm, giúp phát hiện tin cậy các vi cấu trúc nhỏ và chi tiết hẹp trên wafer, trong khi góc đo ±1° duy trì độ ổn định tín hiệu ngay cả trong điều kiện lắp đặt khắt khe.
Độ phân giải dưới nanomet và tích hợp bộ điều khiển đo đa lớp
Cảm biến IMP DS35/VAC kết nối trực tiếp với các bộ điều khiển giao thoa kế công nghiệp IMS5400 và IMS5400MP của Micro-Epsilon thông qua truyền dẫn cáp quang, giúp tách các thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi buồng chân không. Khi kết hợp với các bộ điều khiển này, hệ thống đạt độ phân giải đo dưới 1 nm và độ tuyến tính dưới ±50 nm, đáp ứng dung sai kiểm soát quy trình nghiêm ngặt trong các dây chuyền kiểm tra bán dẫn và màn hình phẳng hiện đại.
Khi kết hợp với bộ điều khiển đa đỉnh (multi-peak) IMS5400MP, hệ thống không chỉ đo khoảng cách một bề mặt mà còn có thể đồng thời đo khoảng cách và đánh giá độ dày đa đỉnh trên tối đa 13 mặt phân cách quang học. Nhờ đó, kỹ sư quy trình có thể đo khe hở không khí, độ dày lớp phủ và kích thước từng lớp trên đế thủy tinh trong suốt, đa lớp hoặc có lớp phủ chỉ trong một lần đo không tiếp xúc.
Thông tin bổ sung
Phần này trình bày các thông số kỹ thuật và so sánh cạnh tranh không có trong thông cáo ra mắt sản phẩm gốc.
Trong giao thoa ánh sáng trắng công nghiệp, phép đo khoảng cách tuyệt đối dựa trên giao thoa kết hợp thấp (low-coherence), sử dụng điốt siêu phát quang hồng ngoại gần băng rộng (thường có bước sóng trung tâm khoảng 840 nm). Khác với giao thoa kế laser đơn sắc đếm vân giao thoa theo kiểu tăng dần và gặp hiện tượng mơ hồ pha tại các bậc độ cao, giao thoa kế ánh sáng trắng kết hợp thấp chia ánh sáng băng rộng thành nhánh tham chiếu và mục tiêu đo, sau đó phân tích mẫu giao thoa phổ thu được bằng máy quang phổ tốc độ cao tích hợp trong bộ điều khiển. Vì giao thoa tăng cường chỉ xảy ra khi hiệu quang trình tiến gần đến không, hệ thống xác định chính xác khoảng cách vật lý ngay khi khởi động hoặc sau khi chùm tia bị gián đoạn, không bị ảnh hưởng bởi sự gián đoạn biên dạng bậc trên wafer silicon hoặc wafer thủy tinh có hoa văn. Hoạt động trong môi trường chân không siêu cao còn đòi hỏi quản lý vật liệu nghiêm ngặt: đầu dò quang học phải loại bỏ túi khí bị giữ lại bằng lỗ mù có thông hơi, thay vỏ cáp PVC hoặc polyurethane tiêu chuẩn bằng PTFE hoặc lớp giáp ống gợn sóng thép không gỉ, đồng thời sử dụng epoxy tương thích chân không và đầu xuyên cáp quang UHV để ngăn hydrocarbon thoát khí làm nhiễm bẩn gương quang khắc EUV hoặc buồng lắng đọng màng mỏng.
Trên thị trường đo dịch chuyển và đo lường quang học không tiếp xúc độ chính xác cao, IMP DS35/VAC của Micro-Epsilon cạnh tranh trực tiếp với các cảm biến quang học chuẩn chân không từ Keyence (như cảm biến dịch chuyển giao thoa phổ dòng SI-F và cảm biến dịch chuyển đồng tiêu CL-3000), Precitec (CHRocodile IT và đầu dò đồng tiêu sắc sai tương thích chân không), Fogale Nanotech (cảm biến wafer điện dung và giao thoa kết hợp thấp) và Zygo (giao thoa kế dịch chuyển laser ZMI). Mặc dù các cảm biến đồng tiêu sắc sai như CHRocodile của Precitec và CL-3000 của Keyence có dung sai nghiêng góc cao hơn trên bề mặt khuếch tán hoặc cong, việc đạt độ phân giải dưới nanomet bằng quang học đồng tiêu thường giới hạn khoảng cách làm việc chỉ còn vài milimet. Ngược lại, giao thoa kế laser heterodyne truyền thống như ZMI của Zygo đạt độ phân giải picomet trên dải đo dài nhưng cần gắn gương phản xạ góc khối (corner-cube) lên mục tiêu và mất vị trí tuyệt đối nếu chùm tia bị ngắt. Với độ phân giải dưới nanomet, khả năng đánh giá vật liệu trong suốt đa đỉnh đến 13 lớp và khoảng cách offset 35 mm trong vỏ thép không gỉ đạt chuẩn UHV, Micro-Epsilon mang đến cho các nhà sản xuất thiết bị bán dẫn (OEM) và nhà sản xuất wafer thủy tinh một cảm biến đo tuyệt đối nhỏ gọn, không phụ thuộc mục tiêu, phù hợp cho buồng chuyển tiếp chân không (load-lock) và bàn căn chỉnh wafer có không gian hạn chế.
Edited by Maria Brueva, Induportals editor – adapted by AI.
