内容主要针对半导体及显示面板制造工艺中由单元工序引起的缺陷问题(这些缺陷会直接推迟新工艺开发并降低量产步留/良率),研究高速度、高精度的半导体/显示器测量检测用光学模拟核心技术及复合物体光检测设备。通过高信赖度的仿真结果指导光学系统设计,以确保快速且精准的缺陷检测。
对标 Swiss Optic 等高端检测大物镜上,研究纳米级灵敏度光学系统的自主设计与制造技术。
微细化需求的超高数值孔径及固溶浸没(SIL)光学系统,极大提升了缺陷检测灵敏度:
Ultra Hi-NA 光学系统:基于354.7nm 紫外光波长,设计了 12 片镜片组成的 Objective 镜头,实现 NA = 0.85,景深达 240 -190nm。其纯光学分辨率达 112 nm,结合算法后最大缺陷检测灵敏度达到26 nm。
Index Matching SIL(固体浸没)光学系统:为突破传统光学极限,引入了水介质浸没匹配技术(避免油污染晶圆),实现了NA = 1.13的超高数值孔径,系统焦距14nm,最大缺陷检测灵敏度推进至 2nm。
双波长共用(Turret 式)套筒设计:成功设计出可通过机械改变镜片间距、使同一套 Imaging Lens 在 354.7nm(UV)和 266nmDUV波长下均能切换并发挥衍射极限性能的光学系统,且系统总长(Total Track)保持固定,极大提升了多波长检测系统的稳定性与兼容性。
自动聚焦(AF)系统:针对 High NA 带来景深变窄的问题,专门匹配了 $375\text{ nm}$ 波长的独立 AF 光学模组,有效校正了色差引起的分辨率劣化,确保实时动态调焦性能。
基于 Fiber Bundle 核心光源(NA = 0.12),结合 Tandem 串联透镜阵列设计,通过傅里叶变换将非均匀光均匀化。
配合暗场检测(Dark Field)需求,通过棱镜(Prism)精确计算并设定倾斜入射角,补偿了由于倾斜照射在晶圆上导致的椭圆变形,使最终检测区域内的光束均匀度控制在 5% 以内。
针对大面积显示面板检测,开发了高速扫描专用的低变焦镜头。
构建了6.7nmBEUV波长的成像数据库,为更小节点的检测技术做好了数据储备。