随着半导体产业在摩尔定律后继续往前发展,OEM延伸了用于晶圆检测的暗场成像技术,以适应新的发展需要,这将有助于它在分辨率不断减小的竞争中保持领先。但是,传统的暗场检测技术正在失去优势,并且在65nm的时候,退出主流。它面对的重要挑战是,在65nm节点及其以下,如何减少照明斑点以满足不断缩小的尺寸,同时保持灵敏度以避免在产量上的损失。
　　大多数暗场检测系统的核心是声光偏转器（AOD）。当高频信号作用于它时,AOD展现某些特性,它可折射出激光束。如果此激光束折射地很快,结果就相当于在晶圆上画一激光扫描线。正是这条线可确定每次通过晶圆的检测高度,这和产量直接相关。
　　传统的暗场结构很简单：主要是基于照明斑点和光电倍增管（PMT）传感器。
　　如今,大多数传统的暗场检测系统可达到100M像素/秒。理论上,可达到300M像素/秒。但是,在暗场中,晶圆结构的散射可从一个像素中几个光子到下个像素中变成数百万个光子,当取样时间减少到>;3 nsec时,使支持高动态范围（>;12比特）和单输出数字化系统的电子电路的研发变得越来越难。扩展激光光斑扫描的另一障碍是为提高检测灵敏度而减少光斑尺寸时,功率密度就增加了,也就增加了先进晶圆材料受损伤的危险性。另外,光斑扫描结构不能依比例缩小分辨率并同时保持光的傅立叶滤光。这点很重要,因为对先进SRAM和DRAM阵列,傅立叶滤光可使激光器光斑扫描系统的灵敏度增加10倍。
　　KLA-Tencor公司研发了一种解决方案,避开了这些基本限制,即把难题从前端照明处转移到集光端。这简化了采用光学透镜沿晶圆跟踪线的要求。其新的Puma 9000平台采用了专利结构,可在晶圆上形成一条长线并进行检测,同时,经过多个集光通道可产生双暗场平面。KLA-Tencor设计了一种新的线性传感器和结构,称之为“Streak”技术,它可使传统的暗场极限分别得到解决,能提供>;500M像素/秒,以及≤65 nm的线监测能力。对精密的运算规则有足够的计算能力,可从多个通道分析数据。同时,不会延长扫描时间和牺牲产量。
　　以前,通常采用的是激光光斑和PMT,但PMT是一种光探测器,它并不意味着更高的分辨率。分辨率由照明光斑的尺寸决定。平台能控制照明光斑的尺寸,而且因它有一个与像素有关的传感器,在集光通道中也存在分辨率。成像技术结合照明线允许系统傅立叶滤波任何先进的阵列结构,得到10倍灵敏度的增加,同时增加了照明线上和成像集热器的分辨率。具有双暗场结构的照明和集光器的结合可在获得传统的暗场晶圆产量的前提下得到最好的缺陷灵敏度。
　　典型的应用是在氮化硅剥离后在像STI CMP这样的薄层上的空洞探测。空洞的大小可在200nm到20nm范围内。Puma对>;50 nm的空洞的产量已达>;10 wph,这对传统的暗场系统是做不到的。另一个例子是对在90nm到70nm设计规则下,某些遗漏的接触孔甚至部分被刻蚀的接触孔的探测,由于和接触层有关的噪声,至今为止,这方面的探测也成了检测系统面临的主要挑战。
　　由于平台不再受AOD要求的限制,它可望将延伸好几代。