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山田光学 YAMADA「高强度卤素光源」: 给晶圆一次“无影灯级”的 360°体检

更新时间:2026-01-15      浏览次数:2

山田光学「高强度卤素光源」:给晶圆一次“无影灯级"的 360°体检一、先给数字输出 35 klx @ 300 mm 工作距——比同功率 LED 阵列再亮 1.7 倍色温 3 200 K,显指 Ra 98——金属层颜色偏差 ΔE<0.5,AI 判图不再“误杀"热启动 < 3 s,冷重启 < 60 s——节拍 1 s 的晶圆全检线也等得起寿命 2 000 h(额定)/ 3 000 h(ECO 模式)——比传统卤素灯延长 40 %光纤出口照度衰减 ≤ 5 % @ 500 h——省去频繁标定把以上指标塞进一台 2U ½19" 机箱里,就是山田光学为 YP-150I / YP-250I 远心镜头量身定制的「高强度卤素光源」——晶圆缺陷检测的“无影灯"。二、为什么晶圆检测还离不开“卤素"连续谱:400 nm–800 nm 无尖峰,金属膜(Al、Cu、TiN)表面微划痕的散射光均匀,不会出现蓝光 LED 造成的“暗划痕"漏检。高显指:Ra 98 让 AI 分类模型在颜色特征空间聚类更紧致,实测误报率下降 0.3 % → 0.05 %。热惯性低:灯丝热容量小,亮度 90 % 稳定时间 < 3 s,适合“片到即拍"的短节拍设备。可调纹波:山田内置 120 kHz 高频恒流源,光输出纹波 < 0.2 %,避免线扫相机行频与工频拍频造成的横向条纹。三、系统架构:把“热量"留在机箱,“冷光"送进真空腔35 W 卤素灯珠 → 镀金反射碗 → 8 mm 液芯光纤 → 真空法兰 → 山田 YP 远心镜头同轴入口机箱内 2×40 mm 磁浮风扇,噪音 38 dB(A);灯珠温度维持在 85 ℃,外壳 < 45 ℃,可直接贴在运动平台侧面光纤出光口 22 mm 工作距处照度可达 35 klx,景深 5 mm 内均匀性 ±3 %——覆盖 150 mm/250 mm 全视场,无需额外条形补光四、与 YP-150I / YP-250I 的“光学握手"山田把同轴照明端口设计成 F 值 = 8.0,恰好匹配 YP 系列物方远心光路:光线平行度 ≤ 0.05°,减少晶圆表面倾斜 1° 时引入的 0.2 µm 测量误差同轴分光镜镀 45° 400–700 nm 宽带膜,透过率 95 %,反射率 50 %,保证相机收到足够亮度同时避免“亮斑吃灰"整个光路无额外玻璃片,系统 TV 畸变仍维持 < 2 µm,12 英寸晶圆边缘与中心测量一致性 ≤ 0.8 µm

五、实测对比:卤素 vs 白光 LED vs 激光散射


| 指标                   | 卤素 35 W | LED 60 W | 激光 520 nm 5 W | 备注         |

| ---------            | -------        | --------    | -------------          | ---------- |

| 照度 @22 mm | 35 klx          | 20 klx      | 点照明                   | 卤素胜出       |

| 显指 Ra           | 98                | 85            | —                        | 颜色缺陷识别率↑   |

| 热影响            | 0.3 ℃/片      | 0.2 ℃/片  | 0.1 ℃/片              | 均低于晶圆热变形阈值 |

| 划痕检出率     | 99.7 %         | 97.1 %     | 96.8 %                 | 卤素漏检最少     |

| 灯寿命           | 2 000 h        | 50 000 h   | 10 000 h            | 卤素需定期换灯    |

| 单次耗材成本 | USD 18        | 0              | 0                         | 换灯 < 2 min |

六、场景案例12 英寸 Cu 制程 BUMP 高度测量配置:YP-250I + 20 MP 相机 + 高强度卤素同轴结果:Bump 高度重复性 σ = 0.08 µm,GR&R 4 %,每小时可检 110 片功率器件深沟槽(Trench)缺角检测沟槽宽度 3 µm,深度 60 µm,侧壁角 87°卤素平行光在深沟形成清晰阴影,AI 轮廓匹配检出 0.5 µm 崩角,误判 < 20 ppmOLED 驱动芯片金属划痕金属层厚 200 nm,划痕宽度 < 1 µm高显指卤素让划痕与晶向反光颜色差异放大 1.8 倍,分类模型 F1-score 由 0.89 提到 0.96

七、升级路径与生态亮度闭环:内置光电二极管,实时反馈灯珠照度,老化 80 % 自动报警,可与主机 SECS/GEM 协议对接ECO 模式:软件把电流降到 70 %,寿命延长至 3 000 h,照度仍维持 28 klx,满足非关键缺陷工序多通道:一台机箱可插 2 灯 2 光纤,分时点亮,实现“明场 + 暗场"一键切换,节拍节省 0.4 s耗材包:灯珠 + 反射碗一体模块,现场 30 秒热插拔,备件价 USD 18,年均耗材成本 < USD 40/台八、一句话总结当芯片线宽走进 3 nm,缺陷尺寸已用 Å 来计算,任何“照明"都不再只是照明,而是数据质量的源头。山田光学把 35 W 卤素灯做到优良平行、均匀、显指,塞进与 YP-150I / YP-250I 匹配的小盒子——让每一次晶圆拍照,都像在无影灯下做一场外科手术。看得清,才能测得准;测得准,才能良率无忧。

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