Coherent的紫外光雷射能夠檢測半導體(ti) 芯片上的微小缺陷，這是最大限度地提高良率和降低成本的關(guan) 鍵。

NASA用於(yu) 登陸月球的阿波羅導航計算機（Apollo Guidance Computer）於(yu) 20世紀60年代製造，當時耗資約為(wei) 1.5億(yi) 美金（換算今日幣值計算約為(wei) 10億(yi) 美金），它的體(ti) 積大小約相當於(yu) 一台微波爐，重量約為(wei) 32公斤。

今天，一款規格最好的iphoness 15售價(jia) 1600美金，可以很輕鬆的握在手中，而且就每秒可執行的運算量而言，這款iphoness的性能比AGC強大約2億(yi) 倍。

Intel共同創辦人Gordon Moore曾預測微型處理器性能將會(hui) 提升，他指出，微型芯片上的晶體(ti) 管數量大約每兩(liang) 年會(hui) 增加一倍，但剛才提到的對比也凸顯了摩爾定律的一個(ge) 重要推論，有時被稱為(wei) 摩爾第二定律。也就是，每美元所能買(mai) 到的微型處理器性能也會(hui) 隨時間呈指數級增長。

摩爾第一定律和第二定律都經得起時間的考驗，因為(wei) 半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 一直在同時努力實現兩(liang) 個(ge) 不同的目標，一是讓電路元件和組件變得更小，第二是不斷降低成本。

其中，良率是影響半導體(ti) 製造的關(guan) 鍵成本因素之一，而影響良率的一個(ge) 重要因素是生產(chan) 環境中的缺陷和汙染物。為(wei) 了降低缺陷，製造商在設備方麵投入了大量資金，例如：打造無塵室環境，從(cong) 一開始就防止汙染。更進一步地，他們(men) 還導入了先進的檢測技術來檢測並最大限度地減少任何已發生缺陷的影響，從(cong) 而確保最佳良率和成本控製。

晶圓檢測中的雷射

雷射是半導體(ti) 檢測的理想工具，因為(wei) 它是一種非接觸式方法，兼具無與(yu) 倫(lun) 比的靈敏度和速度。此外，雷射還具有高度通用性，經過優(you) 化後可執行各種不同的檢測任務。

因此，從(cong) 微電子工業(ye) 早期開始，雷射就被用於(yu) 檢測，1960年代末，雷射剛進入市場後不久，就已被用於(yu) 測量晶圓平整度和厚度等計量任務。

在1980年代，隨著半導體(ti) 元件變得更小、更複雜，業(ye) 界開始采用其它以雷射為(wei) 基礎的檢測方法，這些方法包括將激光束對準晶圓表麵、並分析反射的光以檢測缺陷，例如微粒、刮傷(shang) 和圖形偏移。這個(ge) 時期見證了更複雜的以雷射為(wei) 基礎的檢測係統發展，這些係統能夠檢測對高質量半導體(ti) 生產(chan) 極度重要的越來越小缺陷。

在接下來的幾十年裏，隨著散射測量法和其它先進計量技的導入，以雷射為(wei) 基礎的方法取得到重大進步，散射測量法使用雷射來分析從(cong) 晶圓表麵反射的光，從(cong) 而能夠檢測到以前無法檢測到的細微缺陷。

為(wei) 何微型電路給檢測帶來巨大挑戰

隨著每一代芯片的更迭，晶圓檢測變得越來越重要且更具挑戰性。隨著節點尺寸的減小，芯片架構都會(hui) 變得更加複雜、采用新材料和更小、更精細的特性。這些進步在突破性能界限的同時，也帶來了新缺陷發生的機會(hui) ，在如此小尺寸條件下，晶圓上即使最小、最輕微的缺陷也可能導致芯片功能異常。

因此，製造商必須在關(guan) 鍵製程後進行嚴(yan) 格檢查，以便盡早發現缺陷。執行這些檢測有助於(yu) 改善良率（每片晶圓上的可用芯片數量）、產(chan) 能（生產(chan) 速度），以及最終獲利能力。

微型電路特性極大地增加了對檢測的需求，而雷射通常是執行檢測的最佳工具。

但這裏需要理解的一個(ge) 關(guan) 鍵概念是，要突破缺陷檢測的界限，需要使用波長更短的雷射。這是因為(wei) 光散射的效率取決(jue) 於(yu) 光波長與(yu) 被檢測特性、或缺陷尺寸之間的關(guan) 係。當特性尺寸遠小於(yu) 光波長時，散射效率會(hui) 降低，這些特性或缺陷發出的信號會(hui) 減弱，這意味著無法檢測到缺陷，至少與(yu) 大批量產(chan) 半導體(ti) 製造相關(guan) 的時間範圍內(nei) 無法檢測到。

由於(yu) 光散射和缺陷尺寸之間的關(guan) 係，需要波長更短的雷射來檢測更小的缺陷的原因，目前，用於(yu) 最嚴(yan) 格晶圓檢測應用的是266nm雷射。

二十年前，當晶體(ti) 管的尺寸達到110nm或以上時，可見綠光雷射（532nm）和紫外光（UV）雷射就足以滿足缺陷檢測的需求，但隨著電路特性尺寸斷的縮小，業(ye) 界開始轉向使用深紫外光（DUV）雷射。

Coherent於(yu) 2002年推出了開創性的Azure雷射，來麵對此一挑戰，該雷射利用光激發式半導體(ti) （OPS）技術產(chan) 生綠光輸出，然後透過倍頻技術將其轉換為(wei) 深紫外光（266nm）。

Azure能夠在單一、頻率穩定的波長下提供連續波（CW）輸出，其波長窄、功率高、噪聲少、穩定性強的特點，能夠在高產(chan) 出半導體(ti) 製造所需的速度下，可靠地檢測出微小的缺陷。

Coherent憑借製造高性能、高壽命、高可靠性的深紫外雷射脫穎而出，我們(men) 之所以能做到這一點，有以下幾點原因：

首先，我們(men) 自行生產(chan) 非線性晶體(ti) 。深紫外光的應用中，必須製造精度極高的高質量晶體(ti) 。為(wei) 了滿足倍頻晶體(ti) 所需的質量水平，我們(men) 唯一的選擇是自已生產(chan) 。

其次，我們(men) 在雷射內(nei) 部的光學固定結構上使用了專(zhuan) 利的PermAign架構，這些固定座提供了卓越的長期穩定性，也就是說，不需另外調整。PermAlign架構使我們(men) 能夠將雷射共振腔密封，這是防止任何可能影響雷射性能的環境汙染物進入的關(guan) 鍵。此外，雷射最初是在無塵室等級環境下使用半自動方式組裝，避免在一開始就造成任何汙染，這也確保了每台雷射之間的高度一致性。

在晶圓chuck上進行部件合格性（通過 /不通過）檢查。

晶圓檢測的另一個(ge) 要求是高速移動和操作機構，以及極度穩定的表麵（盡最大可能的減少噪聲）。我們(men) 為(wei) 工作平麵和其它工具提供燒結碳化矽（RBSiC）平台，讓工具能夠達到低熱膨脹係數（CTE）、高強度，和高強度重量比等獨特優(you) 勢，以滿足最嚴(yan) 格的檢測係統的需求。

未來展望

隨著半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 向更小的節點發展，對於(yu) 雷射檢測的要求變得更加嚴(yan) 格，幸運的是，這與(yu) Coherent的核心優(you) 勢完全契合。我們(men) 與(yu) 領先的晶圓設備製造商保持密切合作，確保我們(men) 的產(chan) 品不僅(jin) 滿足，而且能能夠預測半導體(ti) 製造應用的需求。因此，Coherent能幫助製造商麵對當前和未來來自檢測的挑戰。