在半导体、高端光学制造等领域,晶圆、光掩膜等核心材料的双折射与残余应力,直接影响芯片良率、光学器件性能与产品可靠性。传统检测设备存在扫描速度慢、精度不足、操作复杂等痛点,难以满足半导体行业规模化、高精度的检测需求。美国 Hinds Instruments 作为全球双折射测量技术的领军企业,其 Exicor® AT 系列双折射测量系统,凭借高速扫描、亚纳米级精度与自动化设计,成为半导体晶圆、光掩膜质量评估的首选设备,为高端材料检测提供核心技术支撑。
二、Exicor AT 系列核心技术原理
Exicor® AT 系列系统的核心优势,源于 Hinds Instruments 自主研发的 PEMLabs™光弹性调制器(PEM)技术与 Scan in Motion™(SIM)高速扫描技术。系统通过 PEM 对激光束进行 50/60kHz 高频偏振调制,调制光束穿透被测样品后,由 Signaloc™锁相放大器解调超低噪声信号,精准计算出双折射延迟量、快轴方向与残余应力。
与传统步进式扫描不同,Scan in Motion™技术实现了样品台移动与数据采集同步进行,无需停顿等待,可完成网格间距小于 1 毫米的高空间分辨率扫描,大幅提升检测效率,同时保持 0.001nm 级的超高测量精度,完美适配半导体晶圆等大尺寸样品的全域快速检测。
三、核心型号与结构设计
Exicor® AT 系列覆盖全场景检测需求,分为两大产品线,适配不同尺寸与应用场景:
120AT、150AT、250AT 系列:采用台式紧凑设计,搭载自动 XY 工作台,结构小巧灵活,可添加自定义零件支架或工艺辅助工具,适配实验室研发、中小尺寸样品检测,满足桌面式高精度测量需求。
300AT、500AT 系列:采用重型自动化 XY 工作台,配备三面便捷上台加载设计,舞台空间大且灵活,可适配 300mm 大尺寸半导体晶圆、大型光学元件的检测,支持产线自动化集成,满足规模化量产质控需求。
所有型号均采用无移动光学部件设计,测量过程中无需反复调整光学元件,从根源上提升测量准确性与长期稳定性,避免因部件磨损、偏移导致的测量误差,保障数据一致性。
四、核心性能与技术优势
Exicor® AT 系列以超高精度、高速扫描与易用性为核心,性能指标全面领先行业:
亚纳米级超高精度:延迟分辨率达 0.001nm,重复性低至 ±0.015nm,角度分辨率 0.01°,可捕捉材料内部微纳级应力变化,满足半导体、高端光学的严苛检测要求。
极致高速扫描能力:标准搭载 Scan in Motion™高速扫描技术,最高采样速率达 100 样本 / 秒,可在短时间内完成大尺寸晶圆的全域扫描,大幅提升检测效率,适配产线批量检测。
全维度测量能力:可同时测量双折射大小与角度,自动生成双轴晶格的 2D 和 3D 图形表示,直观呈现应力分布,支持高级数据分析,助力工艺优化。
灵活适配性:测量延迟范围覆盖 0.005 到 300 + 纳米,测量斑点直径可在 1 毫米到 3 毫米间调节,最低可至 < 50 微米,支持定制化波长,适配不同材料、不同场景的检测需求。
直观易用的操作体验:配备简单易用的专业软件,指导全流程操作,实现测试、数据收集与信息分析的高效化,降低操作门槛,同时支持自动映射,一键生成检测报告。
五、行业应用场景
半导体领域:核心应用于半导体晶圆、光掩膜的质量评估,精准检测晶圆切割、研磨、外延工艺产生的残余应力,评估晶格完整性,提升芯片良率,是全球顶尖半导体厂商的核心检测设备。
高端光学领域:适配光学玻璃、晶体、光学薄膜等材料的双折射与应力检测,优化粉体烧结、研磨工艺,提升光学器件的光学性能与稳定性。
显示面板领域:用于 LCD/OLED 补偿膜、玻璃基板的应力分布检测,提升显示均匀性与产品可靠性。
新材料研发领域:支撑新型半导体材料、陶瓷粉体、高分子材料的应力性能研发,为新材料配方优化、工艺改进提供数据支撑。
六、结语
美国 Hinds Instruments Exicor® AT 系列双折射测量系统,以高速扫描技术、亚纳米级精度、无移动光学部件设计三大核心优势,成为半导体、高端光学制造领域应力检测的标杆设备。无论是实验室研发中的材料性能表征,还是生产线中的批量质量管控,该系列设备都能提供精准、高效、稳定的检测解决方案,助力企业提升产品质量、优化生产工艺,在高端制造领域实现技术突破。
产品信息(结构化呈现,适配平台要求)
品牌:Hinds Instruments(美国)产品:Exicor® AT 系列 双折射(应力)测量系统核心型号:120AT、150AT、250AT、300AT、500AT核心参数:延迟分辨率 0.001nm,最高采样速率 100 样本 / 秒,角度分辨率 0.01°,测量范围 0.005-300+nm核心功能:Scan in Motion™高速扫描、无移动光学部件、2D/3D 应力可视化、自动映射适用领域:半导体晶圆、光掩膜、光学材料、显示面板、新材料研发等
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