MKS 产品在半导体中的广泛应用

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MKS 公司专门从事光学子系统的设计和制造，并为晶圆和分划板检测工具制造商设计和制造光学组件，这些制造商往往都青睐来自 MKS 的精密光学元件。ISB 部门曾设计和制造用于光刻、晶圆检验、准分子和EUV 光源、计量和掩模书写等应用的光学子系统，图 1 展示了 ISB 生产的用于晶圆检测工具的照明器使用的定制光学组件。

图 1 157 nm VUV 光刻物镜( 左); 检测工具中使用的大功率 LED 照明灯( 中); 定制光学系统( 右)。

MKS 精密光学制造部门为 OEM 客户生产先进的光学产品，如透镜、反射镜、窗片、分束器、波片、滤光片和偏振片等，这些器件经过高精度表面抛光，具有严格的不均匀性、表面粗糙度和表面技术参数，而这些都经过了先进的计量设备验证。薄膜镀膜经过工程设计具有较宽的光谱范围(DUV - VIS - IR)，采用多种沉积方法制备宽带、窄带和多波段的抗反射膜、反射膜、滤光镀膜和偏振镀膜，并通过精密的镀膜计量工具对这些器件进行验证。

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本章节内容在我们前期的文章中已详细讨论， 请点击链接查看：用于晶圆和分划板检测的MKS 运动控制

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MKS Spectra-Physics® 品牌提供高性能、可靠的激光系统，同时有应用工程师团队和响应全球的支持组织提供技术支持。光物理激光器广泛应用于各种工业制造应用，包括立体光刻、快速成型和激光冲击处理。

外腔半导体激光器 (ECDL) 是一种窄线宽 ( 约为100 kHz) 可调谐频率光源，可用于半导体晶圆的激光反射和干涉测量。MKS 为OEM 提供工程支持，可根据客户的需求定制这些光源，例如机械和光学再设计、形状因子修改、光纤耦合、光学隔离器的添加、无跳模调谐范围的扩展、电子集成、速度调谐或线性度调谐的优化等。图 2 所示为半导体制造设计的ECDL 模型，TLB- 8800 可调谐激光器采用 Littman-Metcalf 设计，针对激光扫描和反射测量计量优化，可提供超快音圈电机调谐( 调谐速度达2000 nm/s，20000 nm/s 可选) 用于高重频快速分析，如调谐速度10000 nm/s、无跳模调谐范围 100+ nm 时重频可达 30 Hz。TLM-8700 是 TLB-8800 的 OEM  版本，结构更加紧凑。

图 2 TLB-8800 ( 左) 和 TLM-8700 ( 右) Venturi ECDL 可调谐激光器

TLB-6800 ( 图 3) 产生可调红光，可用于晶圆片检查、计量和光刻定位。SWL-7500( 图 4) 是一种紧凑的单波长光源，具有小于 200 kHz 的窄线宽和大于 100 m 的长相干长度，632 nm 型号适合代替干涉测量中使用的 HeNe 激光。

图 3 Vortex Plus / Stablewave

图 4  SWL-7500

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MKS Newport 品牌功率计和光电探测器提供 ISO-9001 或  ISO-17025 认证的 NIST 可追溯校准，以尽可能精确地测量功率和能量( 见图 5)。这些器件是为 OEM 应用定制，并作为目录产品供货用于研发应用。光电二极管 (818 和 918D 系列)、热电堆 (919P) 和焦热电 (919E) 探测器将入射光子转换成可测量的电信号，由兼容的功率表读取，根据探测器的响应度进行校正，并显示为测量功率。我们的探测器多种型号，可适用于大多数应用，包括经过客户启发研发的仅 5.4 mm 厚 的 818-ST2 系列笔式探测器，积分球探测器 (918D-IS、819C 或 819D) 与大多数光纤连接器类型兼容，其入射到探测器有效区域内的光更加均匀，进一步降低了测量不确定性。

图 5 Newport 光电探测器

图 6 Newport 功率计

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MKS 光束分析仪系列产品提供了广泛的光束分析设备和多种不同级别软件 (Newport LBP2TM 软件或 Ophir、BeamMicTM、BeamGage 和NanoScanTM)。CCD 相机加光束采样系统可用于功率为 10 mW—400 W 激光的光斑分析，紫外成像仪可将 VIS 型号可检测波长范围扩展至 190 nm—1100 nm，反 Stokes 磷光滤光片因 IR 型号波长范围可以扩展至 1440 nm—1605 nm (见图 7).

图 7 LBP2 系列激光束轮廓仪

图 8 为 MKS 软件生成的三维图形，展示了用于切割有源电路的脉冲 Nd:YAG 激光器的功率强度分布。

图 8 用于切割有源电路的激光 3D 光束轮廓

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MKS 光学隔振解决方案可基于应用定制，可提供真空兼容或洁净室兼容产品。我们的洁净室兼容光学平台将刚性桁架蜂窝结构与创新的调谐阻尼相结合，在生产过程中，锥形孔阵列在装配环节被密封在保护膜中，以防止污染物渗透，这种洁净度和稳定性决定了前沿应用的成败。性能指标和基本结构与 RS 4000 系列调谐阻尼光学平台相同，采用 6 个调谐质量阻尼器有选择性地消除扭转和弯曲变形。MKS 还提供了洁净室兼容  S-2000AC 隔振腿，用于隔振及气动自平衡( 见图 9)。

图 9 UCS 洁净室兼容性光学平台台面和 S-2000AC 隔振腿。

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