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半導体ウェハー存在検出の3つのソリューション

2017年7月7日 

Isometric perspective of a beautiful microchip under test probes.

半導体ウェハーは透明であったり高い反射性のものがあり、そのいずれもセンサで検出することは容易ではありません。  そのため、この2つの性質を持つウェハーを確実に検出できる技術を使用することが重要です。 また、真空チャンバ内にあるウェハーを検出するには、センサの取り付けも困難になる場合があります。  

Banner Engineeringではそのためにいくつかのソリューションを提供しており、それによって真空チャンバ内の透明で反射性の高いウェハーを確実に検出することができます。この記事では、このような問題を解決するための3つの技術について説明します。 

1. 窓ガラスを通したデュアルモードレーザー距離センサ

ウェハーの検出に使用される1つめのセンサのタイプは、窓ガラスを通して取り付けるデュアルモード距離センサです。 バナー製のQ4Xのようなデュアルモードに対応したレーザーセンサは、距離の測定だけでなく、安定した背景状態から光度の変化を検出することもできます。  そのため、透明で反射性が高いウェハーなどの検出が困難なターゲットも、Q4Xを使って高水準の精度で検出できます。  

デュアルモードに対応したレーザー距離センサでは、特定の距離内でターゲットの有無が検出され、さらにターゲットから受光器に返された一定の光量も検出されます。そのためには安定した基準面をティーチし、基準面の距離および明暗度を基準値として記録し使用する必要があります。

ビームの検知範囲内に透明で反射性のあるウェハーが現れると、感知される距離と背景状態における光度が変化します。  バナー製Q4Xでは、窓ガラスを通して干渉なく検出できます。 

2. 窓ガラスを通した光電センサ

検出が困難なウェハーを正確に検出するためのもうひとつ別のセンサは、 同軸光学設計の回帰反射型光電センサです。  透明体検出に対応したQS18では、細い1本の軸に沿って光が投光および受光されます。反射された光による誤検出のリスクが大幅に減少し、透明なウェハーの検出が的確に行われます。

また、投光された光と受光される光は1本の細いビームで伝播するため、このようなセンサは小さい開口部からの検知が可能で、窓ガラスを通して真空チャンバの用途に使用することができます。 偏光フィルタを持つ光電センサでは、特定の偏光の光波が投光および検出され、その他の光波は無視されます。それにより、反射光による誤検出のリスクが低下します。

透明体の検出に用いられる偏光同軸光学系について、こちらでさらに詳しく説明します。 

3. 真空チャンバ仕様のファイバ

最後に、真空チャンバ内での使用に対応した光ファイバソリューションも、透明または反射性のあるウェハーの検出に使用できます。  

光ファイバソリューションを使用する場合、真空チャンバの外側にファイバ増幅器が取り付けられます。  真空仕様のガラスファイバを内部に取り付けた特別な通り抜け用の取り付け具によって光ファイバの光がチャンバ内に入ります。

光が真空仕様のガラス反射板に向かって照らされるようにファイバが配置され、ファイバと反射板の間を通るガラスと反射性ウェハーの両方が検出されます。 

詳細について

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