Coherent的紫外光雷射能够检测半导体芯片上的微小缺陷，这是最大限度地提高良率和降低成本的关键。

NASA用于登陆月球的阿波罗导航计算机（Apollo Guidance Computer）于20世纪60年代制造，当时耗资约为1.5亿美金（换算今日币值计算约为10亿美金），它的体积大小约相当于一台微波炉，重量约为32公斤。

今天，一款规格最好的iPhone 15售价1600美金，可以很轻松的握在手中，而且就每秒可执行的运算量而言，这款iPhone的性能比AGC强大约2亿倍。

Intel共同创办人Gordon Moore曾预测微型处理器性能将会提升，他指出，微型芯片上的晶体管数量大约每两年会增加一倍，但刚才提到的对比也凸显了摩尔定律的一个重要推论，有时被称为摩尔第二定律。也就是，每美元所能买到的微型处理器性能也会随时间呈指数级增长。

摩尔第一定律和第二定律都经得起时间的考验，因为半导体产业一直在同时努力实现两个不同的目标，一是让电路元件和组件变得更小，第二是不断降低成本。

其中，良率是影响半导体制造的关键成本因素之一，而影响良率的一个重要因素是生产环境中的缺陷和污染物。为了降低缺陷，制造商在设备方面投入了大量资金，例如：打造无尘室环境，从一开始就防止污染。更进一步地，他们还导入了先进的检测技术来检测并最大限度地减少任何已发生缺陷的影响，从而确保最佳良率和成本控制。

晶圆检测中的雷射

雷射是半导体检测的理想工具，因为它是一种非接触式方法，兼具无与伦比的灵敏度和速度。此外，雷射还具有高度通用性，经过优化后可执行各种不同的检测任务。

因此，从微电子工业早期开始，雷射就被用于检测，1960年代末，雷射刚进入市场后不久，就已被用于测量晶圆平整度和厚度等计量任务。

在1980年代，随着半导体元件变得更小、更复杂，业界开始采用其它以雷射为基础的检测方法，这些方法包括将激光束对准晶圆表面、并分析反射的光以检测缺陷，例如微粒、刮伤和图形偏移。这个时期见证了更复杂的以雷射为基础的检测系统发展，这些系统能够检测对高质量半导体生产极度重要的越来越小缺陷。

在接下来的几十年里，随着散射测量法和其它先进计量技的导入，以雷射为基础的方法取得到重大进步，散射测量法使用雷射来分析从晶圆表面反射的光，从而能够检测到以前无法检测到的细微缺陷。

为何微型电路给检测带来巨大挑战

随着每一代芯片的更迭，晶圆检测变得越来越重要且更具挑战性。随着节点尺寸的减小，芯片架构都会变得更加复杂、采用新材料和更小、更精细的特性。这些进步在突破性能界限的同时，也带来了新缺陷发生的机会，在如此小尺寸条件下，晶圆上即使最小、最轻微的缺陷也可能导致芯片功能异常。

因此，制造商必须在关键制程后进行严格检查，以便尽早发现缺陷。执行这些检测有助于改善良率（每片晶圆上的可用芯片数量）、产能（生产速度），以及最终获利能力。

微型电路特性极大地增加了对检测的需求，而雷射通常是执行检测的最佳工具。

但这里需要理解的一个关键概念是，要突破缺陷检测的界限，需要使用波长更短的雷射。这是因为光散射的效率取决于光波长与被检测特性、或缺陷尺寸之间的关系。当特性尺寸远小于光波长时，散射效率会降低，这些特性或缺陷发出的信号会减弱，这意味着无法检测到缺陷，至少与大批量产半导体制造相关的时间范围内无法检测到。

由于光散射和缺陷尺寸之间的关系，需要波长更短的雷射来检测更小的缺陷的原因，目前，用于最严格晶圆检测应用的是266nm雷射。

二十年前，当晶体管的尺寸达到110nm或以上时，可见绿光雷射（532nm）和紫外光（UV）雷射就足以满足缺陷检测的需求，但随着电路特性尺寸断的缩小，业界开始转向使用深紫外光（DUV）雷射。

Coherent于2002年推出了开创性的Azure雷射，来面对此一挑战，该雷射利用光激发式半导体（OPS）技术产生绿光输出，然后透过倍频技术将其转换为深紫外光（266nm）。

Azure能够在单一、频率稳定的波长下提供连续波（CW）输出，其波长窄、功率高、噪声少、稳定性强的特点，能够在高产出半导体制造所需的速度下，可靠地检测出微小的缺陷。

Coherent凭借制造高性能、高寿命、高可靠性的深紫外雷射脱颖而出，我们之所以能做到这一点，有以下几点原因：

首先，我们自行生产非线性晶体。深紫外光的应用中，必须制造精度极高的高质量晶体。为了满足倍频晶体所需的质量水平，我们唯一的选择是自已生产。

其次，我们在雷射内部的光学固定结构上使用了专利的PermAign架构，这些固定座提供了卓越的长期稳定性，也就是说，不需另外调整。PermAlign架构使我们能够将雷射共振腔密封，这是防止任何可能影响雷射性能的环境污染物进入的关键。此外，雷射最初是在无尘室等级环境下使用半自动方式组装，避免在一开始就造成任何污染，这也确保了每台雷射之间的高度一致性。

在晶圆chuck上进行部件合格性（通过 /不通过）检查。

晶圆检测的另一个要求是高速移动和操作机构，以及极度稳定的表面（尽最大可能的减少噪声）。我们为工作平面和其它工具提供烧结碳化硅（RBSiC）平台，让工具能够达到低热膨胀系数（CTE）、高强度，和高强度重量比等独特优势，以满足最严格的检测系统的需求。

未来展望

随着半导体产业向更小的节点发展，对于雷射检测的要求变得更加严格，幸运的是，这与Coherent的核心优势完全契合。我们与领先的晶圆设备制造商保持密切合作，确保我们的产品不仅满足，而且能能够预测半导体制造应用的需求。因此，Coherent能帮助制造商面对当前和未来来自检测的挑战。