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Diseño de una lente de objetivo para mejorar el rendimiento en las inspecciones de semiconductores

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Lentes de objetivo microscópico para inspecciones de semiconductores de alto rendimiento

Evident ofrece una amplia gama de componentes ópticos que pueden combinarse con diversos dispositivos de procesamiento de imágenes de base microscópica para los campos de la investigación en ciencias de la vida, la atención médica y la fabricación, entre otros.

Para ayudar a los diseñadores de equipamiento a optimizar sus dispositivos, trabajamos constantemente en el desarrollo de lentes de objetivo dotados de los últimos avances tecnológicos. Como parte de este esfuerzo, hemos analizado recientemente de qué forma la tecnología de la lente del objetivo puede mejorar el rendimiento en las inspecciones industriales.

El rendimiento (número de inspecciones que pueden procesarse dentro de un período de tiempo específico) es un desafío común para los diseñadores que crean dispositivos dedicados a la inspección de semiconductores, pantallas planas (FPD) y diodos orgánicos emisores de luz (OLED). A través de esta publicación, se explica una nueva serie de objetivos que pueden mejorar el rendimiento de la inspección.

Superación de las limitaciones en el rendimiento para inspecciones de obleas de semiconductores

Por lo general, para conseguir la resolución deseada en la inspección de obleas, debe usarse un objetivo con una distancia de trabajo (D. T.) muy corta. La retracción del portaobjetivos al cambiar la oblea es necesaria si se utiliza tal objetivo con este tipo de distancia, ya que a medida que esta última se reduce entre el objetivo y la oblea podría generarse una colisión. Es más, el tiempo necesario para mover el portaojetivos del microscopio hacia arriba y hacia abajo para cambiar la oblea aumenta la duración de la inspección y limita el rendimiento.

Comparación de objetivos con distancias de trabajo cortas y largas (izquierda: D.T. de 1 mm, derecha: D.T. de 3 mm), pero con la misma magnificación y la misma apertura numérica.
El objetivo con la distancia de trabajo larga (derecha) ofrece más espacio entre el objetivo y la muestra, minimizando el riesgo de colisión. 

Nuestros clientes querían que sus dispositivos pudiesen adquirir imágenes de alta resolución y que permitiesen el transporte a alta velocidad de obleas de semiconductores, placas de FPD y otras muestras; todo ello sin retraer ni cambiar la lente del objetivo.

Para cumplir estas demandas iba a ser necesario contar con un objetivo de larga distancia de trabajo y alta resolución, lo que suponía todo un desafío. En general, la distancia de trabajo de un objetivo disminuye a medida que la magnificación y la apertura numérica (resolución) aumentan, por lo que nuestra gama de objetivos existente se dividía en lentes de alta resolución y lentes de larga distancia de trabajo.

Entonces, se decidió crear una nueva serie de objetivos para ofrecer a los clientes lo anhelado: alta resolución y una larga distancia de trabajo simultáneamente. Esta innovación dio como resultado nuestra nueva serie de objetivos MXPLFLN.

Presentación de la serie de objetivos MXPLFLN para inspecciones de alto rendimiento

Nuestra nueva serie MXPLFLN toma imágenes en alta resolución a partir de un campo visual más amplio y una mayor planitud (uniformidad de imagen desde el centro hasta los bordes). Estas características son ideales para la aplicación moisaco de las imágenes. Un campo visual o de visión más amplio significa que se tienen que unir menos imágenes para cubrir el área de inspección, mientras que las imágenes planas en alta resolución se unen entre sí de forma uniforme. En términos de planitud, esta serie de objetivos se ha diseñado para conseguir un máximo rendimiento en combinación con nuestra nueva lente de tuvo U-SWATLU. Se recomienda combinarlos para conseguir un desempeño superior en términos de rendimiento.

Lentes de tubo para diseños de microscopios

Lente de tubo U-SWATLU

Nuestra serie MXPLFLN incluye objetivos con magnificaciones 20X y 50X. Ambas magnificaciones están disponibles en campo claro únicamente y en campo claro/campo oscuro. A continuación, explicaremos sus características.

Lentes de objetivo 20X MXPLFLN20X y MXPLFLN20XBD

Con nuestra nueva tecnología de fabricación, la versión de campo claro del objetivo 20X (MXFPLFLN20X) ofrece una A.N. aumentada de 0,45 a 0,6 con una distancia de trabajo más larga de 3 mm. Se trata de nuestro primer lente de objetivo 20X que ha conseguido una apertura numérica de 0,6 y una distancia de trabajo de 3 mm de forma simultánea. Nuestra versión de campo claro/campo oscuro del objetivo de 20X (MXPLFLN20XBD) también incluye la distancia de trabajo de 3 mm y ofrece una apertura numérica mejorada de 0,55.

Apertura numérica mejorada de las lentes de objetivo MXPLFLN de 20X de Olympus

Objetivos MXPLFLN de 20X que incorporan una apertura numérica mejorada y mantienen una larga distancia de trabajo

Objetivos MXPLFLN50X y MXPLFLN50XBD de 50X

El MXPLFLN50X es nuestro primer lente de objetivo de 50X que ha conseguido una apertura numérica de 0,8 y una distancia de trabajo de 3 mm de forma simultánea. Hasta ahora, el objetivo LMPLFLN100X era la única opción para obtener alta resolución y una larga distancia de trabajo en un único objetivo. Sin embargo, nuestro nuevo objetivo MXPLFLN50X combina alta resolución con una amplia distancia de trabajo. También proporciona el campo visual de 4X del objetivo LMPLFLN100X. Este campo visual más amplio ayuda a reducir los tiempos de inspección para mejorar el rendimiento. A esta serie también se ha añadido un tipo de objetivo de baja iluminación.

Inspección de semiconductores con un campo de visión más pequeño
LMPLFLN100X (A.N. de 0,8 y D.T. de 3,4 mm)
Inspección de semiconductores con un campo de visión más amplio
MXPLFLN50X (A.N. de 0,8 y D.T. de 3 mm)

Comparación del campo visual. El objetivo MXPLFLN50X (derecha, magnificación 50X) tiene un campo de visión más amplio que el objetivo LMPLFLN100X (izquierda, magnificación 100X), lo que permite unir imágenes en modo mosaico de forma más rápida.

Tecnología avanzada de fabricación inherente a la serie de objetivos MXPLFLN

Gracias a una larga trayectoria en diseño óptico, Evident es una empresa conocida por producir lentes de objetivos de alta calidad. Después de haber definido una distancia de trabajo de 3 mm como blanco, se usó nuestra experienci en el campo del diseño para conseguir un procesamiento de imágenes de alta resolución para esta distancia de trabajo.

Para alcanzar una alta resolución y una larga distancia de trabajo en un objetivo, tradicionalmente se venía usando un gran diámetro de lente y una altura de rayo mucho más elevada. Para resolver este problema, se ha desarrollado nuestra nueva serie de objetivos MXPLFLN con un nuevo material de vidrio, que incorpora varios tipos de vidrio de baja dispersión usados ahora de forma estándar en nuestras lentes de objetivos premium de alta resolución. Los objetivos también incorporan un vidrio de dispersión especial que no suele usarse en lentes de objetivo metalúrgicas o de luz reflejada. Este vidrio corrige eficazmente las aberraciones cromáticas laterales como las longitudinales.

Además, mediante la tecnología de lente ultra fina desarrollada para nuestra serie de objetivos X Line™ de alto rendimiento, se ha alcanzado una alta resolución y una alta planitud para mejorar la calidad de imagen. Nuestro proceso de fabricación de la lente también sigue estándares estrictos para conseguir una calidad del producto estable. Estos estándares incluyen la utilización de la tecnología de control de aberración de frente de onda para limitar el rendimiento óptico de la lente del objetivo.

Más información sobre los objetivos MXPLFLN y otros componentes ópticos de alta calidad

Para obtener más información sobre los beneficios de usar los objetivos MXPLFLN para las inspecciones de semiconductores y otras aplicaciones, vea el siguiente video:

También ofrecemos otros componentes ópticos de alta calidad que pueden combinarse con sus diseños de dispositivos. Visite nuestra página componentes de microscopio originales para integración (OEM) para encontrar recursos, herramientas y las preguntas frecuentes para diseñar instrumentos ópticos avanzados.

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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.

enero 3, 2023
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