Evident LogoOlympus Logo
InSight Blog

Navrhování objektivů pro zlepšení kapacity provádění kontrol polovodičů

By  -
Mikroskopové objektivy pro vysokokapacitní kontroly polovodičů

Společnost Evident nabízí širokou škálu optických komponent, které lze kombinovat s různými zobrazovacími zařízením založenými na použití mikroskopu pro oblasti, jako je výzkum v oblasti přírodních věd, lékařské péče a výroba.

Abychom pomohli konstruktérům zařízení optimalizovat jejich přístroje, neustále pracujeme na vývoji objektivů s nejnovějšími technologickými vymoženostmi. V rámci tohoto úsilí jsme se nedávno zabývali tím, jak může technologie objektivů zlepšit kapacitu při průmyslových kontrolách.

Dosažení vysoké kapacity (počet kontrol, které lze zpracovat za určitý čas) je běžnou výzvou pro konstruktéry vyvíjející zařízení pro kontrolu polovodičů, plochých displejů (FPD) a organických světelných diod (OLED). Tento příspěvek je věnován nově vyvinutým objektivům, jejichž použitím lze zvýšit kapacitu provádění kontrol.

Překonání omezení kapacity při kontrolách polovodičových substrátových disků – waferů

Obecně platí, že při kontrole substrátových waferů je nutné k dosažení potřebného rozlišení použít objektiv s kratší pracovní vzdáleností (WD). Při použití objektivu s krátkou pracovní vzdáleností je nutné při výměně waferů zasunout nástavec, protože kratší vzdálenost mezi objektivem a waferem by mohla vést ke kolizi. Čas, který při výměně vzorků zabere posunutí držáku objektivů nahoru a zpět dolů, prodlužuje celkovou dobu potřebnou k provedení kontroly a omezuje tak kapacitu provádění kontrol.

Srovnání objektivů s kratší pracovní vzdáleností a s delší pracovní vzdáleností, se stejným zvětšením a stejnou numerickou aperturou (vlevo: pracovní vzdálenost 1 mm, vpravo: pracovní vzdálenost 3 mm). U objektivu s delší pracovní vzdáleností (vpravo) je mezi objektivem a vzorkem větší volný prostor, díky tomu je riziko nárazu objektivu do vzorku minimalizováno. 4

Naši zákazníci požadovali, aby jejich zařízení pořizovala obrazy s vysokým rozlišením a zároveň aby umožňovala vysokorychlostní přesun polovodičových waferů, desek plochých displejů a dalších vzorků, to vše bez nutnosti zasunutí nebo přepínání objektivů.

Ke splnění těchto požadavků je zapotřebí objektiv, který má jak dlouhou pracovní vzdálenosti, tak i vysoké rozlišení, což pro nás byla opravdová výzva. Obecně platí, že pracovní vzdálenost objektivu se zkracuje se zvýšením zvětšení a numerické apertury (rozlišením). Proto se naše stávající objektivy dělily na objektivy s vysokým rozlišením a objektivy s dlouhou pracovní vzdáleností.

Rozhodli jsme se vytvořit novou řadu objektivů, kterou poskytneme našim zákazníkům to, co potřebují: vysoké rozlišení a současně dlouhou pracovní vzdálenost. Výsledkem této inovace je naše nová řada objektivů MXPLFLN.

Představujeme řadu objektivů MXPLFLN pro vysokokapacitní provádění kontrol

Pomocí objektivů naší nové řady MXPLFLN se získávají obrazy s vysokým rozlišením, s větším zorným polem a větší plochostí (rovnoměrnost obrazu od středu po okraj). Tyto vlastnosti jsou ideální pro spojování obrazů. Širší zorné pole znamená, že k pokrytí celé kontrolované oblasti potřebujete spojit několik obrazů, přičemž ploché obrazy s vysokým rozlišením se spojují bez znatelného napojení. Z pohledu plochosti je tato řada objektivů navržena tak, aby objektivy ve spojení s naší nově navrženou tubusovou čočkou U-SWATLU dosáhly špičkové výkonnosti. Doporučujeme používat tuto kombinaci, kterou lze kapacitu ještě dále zvýšit.

Tubusová čočka pro konstrukce mikroskopů

Tubusová čočka U-SWATLU

V naší řadě objektivů MXPLFLN naleznete objektivy se zvětšením 20x a 50x. Obě zmíněná zvětšení jsou dostupná ve verzích pro pozorování pouze ve světlém poli nebo pro pozorování ve světlém poli a tmavém poli. Pojďme se podívat na jejich charakteristiky.

Objektivy MXPLFLN20X a MXPLFLN20XBD 20X

Objektiv pro pozorování ve světlém poli se zvětšením 20x (MXFPLFLN20X) nabízí, díky využití naší nové výrobní technologie, zvětšenou numerickou aperturu od 0,45 do 0,6 a zároveň delší pracovní vzdálenost o velikosti 3 mm. Jedná se o náš první objektiv se zvětšením 20x, u kterého je dosaženo současně numerické apertury 0,6 a pracovní vzdálenosti 3 mm. Verze objektivu pro pozorování ve světlém/tmavém poli se zvětšením 20x (MXPLFLN20XBD) se vyznačuje také pracovní vzdáleností o délce 3 mm a současně nabízí zlepšenou numerickou aperturu 0,55.

Zlepšení numerické apertury u objektivů Olympus MXPLFLN 20x

Objektivy MXPLFLN 20x se vyznačují vylepšenou numerickou aperturou při zachování dlouhé pracovní vzdálenosti

Objektivy MXPLFLN50X a MXPLFLN50XBD 50X

Objektiv MXPLFLN50X je náš první objektiv se zvětšením 50x, u kterého je dosaženo zároveň numerické apertury 0,8 a pracovní vzdálenosti 3 mm. Do současné doby byl jedinou možností, poskytující vysoké rozlišení a zároveň dlouhou pracovní vzdáleností v jednom objektivu, objektiv LMPLFLN100X. Nově navržený objektiv MXPLFLN50X nyní spojuje vysoké rozlišení s velkou pracovní vzdáleností. Poskytuje také 4x větší zorné pole než objektiv LMPLFLN100X. Toto širší zorné pole pomáhá zkrátit dobu potřebnou k provedení kontroly a tím zvýšit kapacitu. Součástí řady je také objektiv pro slabé osvětlení.

Kontrola polovodičů při menším zorném poli
LMPLFLN100X (NA 0,8, pracovní vzdálenost 3,4 mm)
Kontrola polovodiče při širším zorném poli
MXPLFLN50X (NA 0,8, pracovní vzdálenost 3 mm)

Srovnání zorného pole. Objektiv MXPLFLN50X (vpravo, zvětšení 50x) má širší zorné pole než objektiv LMPLFLN100X (vlevo, zvětšení 100x), díky tomu lze spojování obrazů provádět rychleji. 16

Pokročilá výrobní technologie stojící za řadou objektivů MXPLFLN

Společnost Evident s bohatou historií v oblasti návrhů optiky je proslulá výrobou vysoce kvalitních objektivů. Poté, co jsme si jako cíl stanovili pracovní vzdálenost 3 mm, jsme využili našich konstrukčních zkušeností k dosažení vysokého rozlišení obrazu pro tuto pracovní vzdálenost.

Dosažení vysokého rozlišení a dlouhé pracovní vzdálenosti v jednom objektivu by tradičně vyžadovalo použití čočky o velkém průměru a větší výšku paprsků. Abychom tento problém vyřešili, vyvinuli jsme naši novou řadu objektivů MXPLFLN s novým skelným materiálem, do kterého je zabudováno několik typů skla s nízkou disperzí; ty jsou v současnosti naším novým standardem pro naše prémiové objektivy s vysokým rozlišením. Tyto objektivy se vyznačují také speciálním disperzním sklem, které se jen zřídkakdy používá u odraženého světla nebo u objektivů pro metalurgii. Toto sklo účinně koriguje jak podélnou, tak i příčnou chromatickou aberaci.

Navíc jsme použitím technologie ultratenké čočky, vyvinuté pro naši řadu vysoce výkonných objektivů X Line™, dosáhli jak vysokého rozlišení, tak i velké plochosti a v důsledku zlepšení kvality obrazu. Náš proces výroby čoček se řídí přísnými normami, čímž dosahujeme stálé kvality výrobků. Mezi ně patří použití technologie řízení aberace vlnoplochy, kterou je zajištěno omezení rozdílů v optické výkonnosti objektivových čoček.

Zjistěte o objektivech MXPLFLN a dalších vysoce kvalitních optických komponentách více

Chcete-li se o výhodách použití objektivů MXPLFLN pro kontrolu polovodičů a další oblasti použití dozvědět více, zhlédněte následující video:

Dodáváme také celou řadu dalších vysoce kvalitních optických komponent, které můžete v rámci svého návrhu zařízení kombinovat. Navštivte naše středisko OEM zdrojů, kde naleznete zdroje, nástroje a odpovědi na často kladené otázky v oblasti návrhů optických nástrojů.

Související obsah

Smíchejte při kontrole defektů waferu více zobrazovacích metod a uvidíte více

Brožura: Řada objektivů MXPLFLN pro vysokokapacitní provádění kontrol

Chytrý způsob, jak řídit kontaminaci při vysokokapacitní metrologii a vysokokapacitním provádění kontrol

Optical Developer

Kazuhiko Yamanouchi worked as an optics design supervisor at Olympus for 24 years. Currently active in the optical development department at Evident, he works on optical design and development for high-precision objective lenses. Kazuhiko attended the Tokyo University of Science in Japan.

leden 3, 2023
Sorry, this page is not available in your country
InSight Blog Sign-up
Sorry, this page is not available in your country
Let us know what you're looking for by filling out the form below.
Sorry, this page is not available in your country