Micro-Epsilon、ナノメートル精度の測定を実現する真空対応干渉計を発表
新しいinterferoMETER IMP DS35/VACは、ナノメートル分解能での非接触距離測定を可能にし、半導体およびガラスウェハ製造における高精度用途をサポートします。
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最新の半導体リソグラフィ、物理蒸着（PVD）、ガラスパネルディスプレイ製造では、精密なハンドリングや多層検査を高真空および超高真空（UHV）チャンバ内で直接行うケースが増えています。レーザー三角測量プローブや一般的なクロマティック共焦点センサなど従来の非接触光学式変位センサは、真空環境ではポリマーのアウトガス、熱ドリフト、あるいは繊細な光学レンズを可動ウェハチャックや高温の基板に危険なほど近づけてしまう短いワーキングディスタンスが原因で、性能を発揮しにくいことがあります。さらに、一般的なインクリメンタル方式のレーザー干渉計は絶対距離ではなく相対変位を測定するため、ウェハエッジ、エッチングされたトレンチ、段差のある表面形状によって光ビームが遮られるたびに位置基準を失ってしまいます。こうした計測上の制約を克服するには、低アウトガスの真空対応材料で構成され、安全な距離を保ちながらナノメートル精度を実現する絶対測定方式の光学センサが必要です。
真空プロセス装置内での高精度測定の課題に対応するため、Micro-EpsilonはinterferoMETER IMP DS35/VACを発表し、絶対測定方式の白色光干渉計のラインアップを拡充しました。超高真空領域までの真空環境に特化して設計された本センサは、堅牢なステンレス製ハウジングと真空対応の光学アセンブリを組み合わせ、チャンバの汚染を防ぎます。
IMP DS35/VACの大きな利点は、約35 mmの大きなワーキングディスタンスと2.1 mmの測定範囲の組み合わせです。この広い作動距離により、ガラスウェハ製造やコーティングされたウェハの検査において、繊細な基板と物理的に接触するリスクなしに非接触で位置監視を行えるほか、混み合ったプロセスチャンバ内の奥まった測定箇所やアクセスしにくい測定箇所にも届きます。光学アセンブリはわずか15 µmの光スポット径を投影し、微細構造や狭いウェハ形状も確実に検出できます。また、±1°の測定角度により、難しい設置条件でも信号の安定性が保たれます。
サブナノメートル分解能と多層測定対応コントローラとの統合
IMP DS35/VACセンサは、光ファイバ伝送によりMicro-EpsilonのIMS5400およびIMS5400MP産業用干渉計コントローラと直接接続され、繊細な電子機器を真空チャンバから切り離します。これらのコントローラと組み合わせることで、1 nm未満の分解能と±50 nm未満の直線性を実現し、最新の半導体およびフラットパネル検査ラインにおける厳しいプロセス管理公差に対応します。
マルチピーク対応のIMS5400MPコントローラと組み合わせると、単一面の距離測定にとどまらず、最大13の光学界面にわたるマルチピーク距離測定と厚さ評価を同時に行えます。これにより、プロセスエンジニアは透明材料、多層材料、コーティングされたガラス基板の空気層、コーティング厚さ、各層の寸法を1回の非接触測定で計測できます。
補足情報
このセクションでは、元の製品発表には含まれていない技術仕様および競合製品との比較を記載しています。
産業用白色光干渉法では、広帯域の近赤外スーパールミネッセントダイオード（中心波長は通常約840 nm）を用いた低コヒーレンス干渉法によって絶対距離を測定します。干渉縞をインクリメンタルにカウントし、段差で位相の不確定性が生じる単色レーザー干渉計とは異なり、低コヒーレンス白色光干渉計は広帯域光を参照アームと測定対象に分岐させ、得られたスペクトル干渉パターンをコントローラ内蔵の高速分光器で解析します。強め合う干渉は光路差がゼロに近づいたときにのみ発生するため、システムは電源投入直後やビーム遮断後にも正確な物理距離を即座に求めることができ、パターン形成されたシリコンウェハやガラスウェハの段差形状の不連続性の影響を受けません。さらに超高真空環境での運用には厳格な材料管理が求められます。光学プローブはベント付き止まり穴によって閉じ込められた空気を排除し、一般的なPVCやポリウレタン製ケーブル被覆の代わりにPTFEまたはステンレス製コルゲート外装を採用し、真空対応エポキシとUHV光ファイバフィードスルーを使用して、炭化水素のアウトガスがEUVリソグラフィミラーや薄膜成膜チャンバを汚染するのを防ぐ必要があります。
高精度な非接触光学式変位・計測市場において、Micro-EpsilonのIMP DS35/VACは、キーエンス（SI-Fシリーズ分光干渉変位センサ、CL-3000共焦点変位センサなど）、Precitec（CHRocodile ITおよび真空対応クロマティック共焦点プローブ）、Fogale Nanotech（静電容量式および低コヒーレンス干渉式ウェハセンサ）、Zygo（ZMIレーザー変位干渉計）の真空対応光学センサと直接比較されます。PrecitecのCHRocodileやキーエンスのCL-3000のようなクロマティック共焦点センサは、拡散面や曲面に対してより高い傾き許容度を備えていますが、共焦点光学系でサブナノメートル分解能を実現しようとすると、通常ワーキングディスタンスは数ミリメートルに制限されます。一方、ZygoのZMIのような従来のヘテロダインレーザー干渉計は長距離にわたってピコメートル分解能を実現しますが、測定対象にコーナーキューブリトロリフレクタを取り付ける必要があり、ビームが遮られると絶対位置を失います。Micro-Epsilonは、サブナノメートル分解能、最大13層のマルチピーク透明体評価、そしてステンレス製UHVパッケージでの35 mmのワーキングディスタンスを実現することで、半導体装置OEMやガラスウェハメーカーに、狭い真空ロードロックやウェハアライメントステージに適した、コンパクトでターゲットに依存しない絶対測定センサを提供します。
Edited by Maria Brueva, Induportals editor – adapted by AI.
