Micro-Epsilon เปิดตัวอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์สำหรับสุญญากาศ วัดแม่นยำระดับนาโนเมตร
interferoMETER IMP DS35/VAC รุ่นใหม่ช่วยให้วัดระยะทางแบบไม่สัมผัสได้ด้วยความละเอียดระดับนาโนเมตร รองรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูงในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และเวเฟอร์แก้ว.
www.micro-epsilon.com
กระบวนการลิโทกราฟีเซมิคอนดักเตอร์ การเคลือบไอระเหยทางกายภาพ (PVD) และการผลิตจอแสดงผลแผงกระจกในปัจจุบัน มีการจัดการชิ้นงานที่ต้องการความแม่นยำและการตรวจสอบหลายชั้นภายในห้องสุญญากาศสูงและสุญญากาศสูงยิ่ง (UHV) เพิ่มมากขึ้น เซ็นเซอร์วัดระยะเชิงแสงแบบไม่สัมผัสทั่วไป เช่น โพรบเลเซอร์แบบสามเหลี่ยม (laser triangulation) หรือเซ็นเซอร์คอนโฟคอลแบบโครมาติกมาตรฐาน มักประสบปัญหาในสภาพสุญญากาศ เนื่องจากการปล่อยก๊าซ (outgassing) ของพอลิเมอร์ การเลื่อนไหลจากความร้อน หรือระยะทำงานที่สั้นจนทำให้เลนส์ออปติคัลที่บอบบางต้องอยู่ใกล้แท่นจับเวเฟอร์ที่เคลื่อนที่และวัสดุรองรับที่มีความร้อนสูงอย่างเป็นอันตราย นอกจากนี้ เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบอินคริเมนทัลทั่วไปวัดการกระจัดสัมพัทธ์แทนระยะทางสัมบูรณ์ จึงสูญเสียตำแหน่งอ้างอิงทุกครั้งที่ลำแสงถูกขัดจังหวะด้วยขอบเวเฟอร์ ร่องที่ผ่านการกัด หรือพื้นผิวที่มีขั้นบันได การก้าวข้ามข้อจำกัดด้านมาตรวิทยาเหล่านี้จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์เชิงแสงแบบวัดค่าสัมบูรณ์ที่ผลิตจากวัสดุเกรดสุญญากาศที่ปล่อยก๊าซต่ำ และให้ความแม่นยำระดับนาโนเมตรจากระยะห่างที่ปลอดภัย
เพื่อตอบโจทย์การวัดที่ต้องการความแม่นยำสูงภายในเครื่องมือกระบวนการสุญญากาศ Micro-Epsilon ได้เปิดตัว interferoMETER IMP DS35/VAC ซึ่งขยายกลุ่มผลิตภัณฑ์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แสงขาวแบบวัดค่าสัมบูรณ์ เซ็นเซอร์นี้ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมสุญญากาศไปจนถึงช่วงสุญญากาศสูงยิ่ง โดยผสานตัวเรือนสเตนเลสสตีลที่แข็งแรงเข้ากับชุดออปติคัลที่รองรับสุญญากาศ เพื่อป้องกันการปนเปื้อนภายในห้องสุญญากาศ
จุดเด่นสำคัญของ IMP DS35/VAC คือระยะออฟเซ็ตที่ยาวประมาณ 35 มม. ร่วมกับช่วงการวัด 2.1 มม. ระยะทำงานที่กว้างนี้ช่วยให้ตรวจติดตามตำแหน่งแบบไม่สัมผัสในการผลิตเวเฟอร์แก้วและการตรวจสอบเวเฟอร์ที่เคลือบผิวได้ โดยไม่เสี่ยงต่อการชนกับวัสดุรองรับที่บอบบาง อีกทั้งยังเข้าถึงจุดวัดที่อยู่ต่ำหรือเข้าถึงยากภายในห้องกระบวนการที่มีอุปกรณ์หนาแน่นได้ ชุดออปติคัลฉายจุดแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 15 µm ทำให้ตรวจจับโครงสร้างขนาดเล็กและรายละเอียดแคบบนเวเฟอร์ได้อย่างเชื่อถือได้ ขณะที่มุมการวัด ±1° ช่วยรักษาเสถียรภาพของสัญญาณแม้ในสภาพการติดตั้งที่ท้าทาย
ความละเอียดต่ำกว่านาโนเมตรและการทำงานร่วมกับคอนโทรลเลอร์วัดหลายชั้น
เซ็นเซอร์ IMP DS35/VAC เชื่อมต่อโดยตรงกับคอนโทรลเลอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์อุตสาหกรรม IMS5400 และ IMS5400MP ของ Micro-Epsilon ผ่านการส่งสัญญาณด้วยใยแก้วนำแสง ซึ่งแยกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อสภาพแวดล้อมออกจากห้องสุญญากาศ เมื่อใช้งานร่วมกับคอนโทรลเลอร์เหล่านี้ ระบบให้ความละเอียดการวัดน้อยกว่า 1 nm และค่าความเป็นเชิงเส้น (linearity) ดีกว่า ±50 nm ซึ่งตอบโจทย์พิกัดความเผื่อในการควบคุมกระบวนการที่เข้มงวดของสายการตรวจสอบเซมิคอนดักเตอร์และจอแบนสมัยใหม่
เมื่อใช้ร่วมกับคอนโทรลเลอร์ IMS5400MP แบบหลายพีค (multi-peak) ระบบจะทำได้มากกว่าการวัดระยะพื้นผิวเดียว โดยสามารถวัดระยะทางและประเมินความหนาแบบหลายพีคพร้อมกันได้สูงสุด 13 รอยต่อทางแสง ทำให้วิศวกรกระบวนการวัดช่องว่างอากาศ ความหนาของชั้นเคลือบ และขนาดของแต่ละชั้นบนวัสดุรองรับแก้วที่โปร่งใส หลายชั้น หรือเคลือบผิว ได้ในการวัดแบบไม่สัมผัสเพียงครั้งเดียว
ข้อมูลเพิ่มเติม
ส่วนนี้ให้รายละเอียดข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคและการเปรียบเทียบกับคู่แข่งที่ไม่ได้รวมอยู่ในประกาศเปิดตัวผลิตภัณฑ์ฉบับดั้งเดิม
ในงานอินเตอร์เฟอโรเมทรีแสงขาวสำหรับอุตสาหกรรม การวัดระยะทางสัมบูรณ์อาศัยหลักการอินเตอร์เฟอโรเมทรีแบบโคฮีเรนซ์ต่ำ โดยใช้ซูเปอร์ลูมิเนสเซนต์ไดโอดย่านอินฟราเรดใกล้แบบแถบกว้าง (โดยทั่วไปมีความยาวคลื่นกลางประมาณ 840 nm) ต่างจากเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบความยาวคลื่นเดียวที่นับริ้วการแทรกสอดแบบอินคริเมนทัลและเกิดความกำกวมของเฟสที่ความสูงขั้นบันได อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แสงขาวแบบโคฮีเรนซ์ต่ำจะแยกแสงแถบกว้างออกเป็นแขนอ้างอิงและเป้าหมายที่วัด แล้ววิเคราะห์รูปแบบการแทรกสอดเชิงสเปกตรัมที่ได้ผ่านสเปกโตรมิเตอร์ความเร็วสูงภายในคอนโทรลเลอร์ เนื่องจากการแทรกสอดแบบเสริมเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อความต่างของเส้นทางแสงเข้าใกล้ศูนย์ ระบบจึงระบุระยะทางจริงได้ทันทีเมื่อเปิดเครื่องหรือหลังลำแสงถูกขัดจังหวะ และไม่ได้รับผลกระทบจากความไม่ต่อเนื่องของโปรไฟล์ขั้นบันไดบนเวเฟอร์ซิลิคอนหรือเวเฟอร์แก้วที่มีลวดลาย นอกจากนี้ การทำงานในสภาพสุญญากาศสูงยิ่งยังต้องควบคุมวัสดุอย่างเข้มงวด โพรบออปติคัลต้องกำจัดช่องอากาศที่ติดค้างด้วยรูตันแบบมีช่องระบาย ใช้ PTFE หรือเกราะท่อลอนสเตนเลสสตีลแทนปลอกสายเคเบิล PVC หรือโพลียูรีเทนมาตรฐาน และใช้อีพ็อกซีที่รองรับสุญญากาศและฟีดทรูใยแก้วนำแสงเกรด UHV เพื่อป้องกันไม่ให้ไฮโดรคาร์บอนที่ปล่อยออกมาปนเปื้อนกระจกลิโทกราฟี EUV หรือห้องเคลือบฟิล์มบาง
ในตลาดเซ็นเซอร์วัดระยะและมาตรวิทยาเชิงแสงแบบไม่สัมผัสที่มีความแม่นยำสูง IMP DS35/VAC ของ Micro-Epsilon สามารถเทียบเคียงโดยตรงกับเซ็นเซอร์เชิงแสงเกรดสุญญากาศจาก Keyence (เช่น เซ็นเซอร์วัดระยะแบบสเปกตรัลอินเตอร์เฟอเรนซ์ซีรีส์ SI-F และเซ็นเซอร์วัดระยะแบบคอนโฟคอล CL-3000) Precitec (CHRocodile IT และโพรบคอนโฟคอลแบบโครมาติกที่รองรับสุญญากาศ) Fogale Nanotech (เซ็นเซอร์เวเฟอร์แบบคาปาซิทีฟและแบบอินเตอร์เฟอโรเมทรีโคฮีเรนซ์ต่ำ) และ Zygo (เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์วัดระยะ ZMI) แม้เซ็นเซอร์คอนโฟคอลแบบโครมาติก เช่น CHRocodile ของ Precitec และ CL-3000 ของ Keyence จะทนต่อการเอียงได้มากกว่าบนพื้นผิวที่กระเจิงแสงหรือพื้นผิวโค้ง แต่การทำให้ได้ความละเอียดต่ำกว่านาโนเมตรด้วยออปติกแบบคอนโฟคอลมักจำกัดระยะทำงานไว้เพียงไม่กี่มิลลิเมตร ในทางกลับกัน เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบเฮเทอโรไดน์ทั่วไป เช่น ZMI ของ Zygo ให้ความละเอียดระดับพิโคเมตรในระยะไกล แต่ต้องติดตั้งตัวสะท้อนกลับแบบคอร์เนอร์คิวบ์บนเป้าหมาย และจะสูญเสียตำแหน่งสัมบูรณ์หากลำแสงถูกขัดจังหวะ ด้วยความละเอียดต่ำกว่านาโนเมตร การประเมินวัสดุโปร่งใสแบบหลายพีคสูงสุด 13 ชั้น และระยะออฟเซ็ต 35 มม. ในตัวเรือนสเตนเลสสตีลเกรด UHV Micro-Epsilon จึงมอบเซ็นเซอร์วัดค่าสัมบูรณ์ที่กะทัดรัดและไม่ขึ้นกับเป้าหมายให้แก่ผู้ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ (OEM) และผู้ผลิตเวเฟอร์แก้ว เหมาะสำหรับโหลดล็อกสุญญากาศและแท่นจัดแนวเวเฟอร์ที่มีพื้นที่จำกัด
Edited by Maria Brueva, Induportals editor – adapted by AI.
