• Metrologie polovodičů

    Jak zlepšit proces výroby křemíkových desek a zajistit vysoce kvalitní křemíkové desky

  • Abychom vám pomohli při výrobě těch nejkvalitnějších křemíkových desek, poskytuje společnost Anton Paar metrologické nástroje pro křemíkové desky určené k monitorování kvality tenkých filmů, hodnocení drsnosti povrchu během metalizace, porozumění chemickému složení povrchu vnějších vrstev a charakterizaci defektů křemíkových desek. Naše přístroje vám pomohou stanovit a upravit mnoho různých parametrů v celém procesu výroby křemíkových desek, abyste vytvořili lepší konečný produkt.

    Metrologie křemíkových desek ve výrobním procesu

    Od tenkých filmů až po testování, sestavení a balení – naše řešení měření vám pomáhají v každém výrobním kroku.


    Tenké filmy

    Je důležité mít plnou kontrolu nad parametry ovlivňujícími proces nanášení tenkého filmu a měřicí přístroje, které tyto parametry monitorují, vás zde mohou být nápomocné. Jelikož tenké filmy mají obvykle tloušťku mezi několika nanometry a přibližně 100 mikrometry, v některých případech dokonce jen několik atomů, jsou pro křemíkové desky zapotřebí metrologické přístroje, které pracují v řádu nanometrů a subnanometrů. Kvalitu povrchu těchto tenkých vrstev lze nejlépe stanovit prozkoumáním drsnosti pomocí mikroskopie atomárních sil (Atomic Force Microscope, AFM). Chcete-li analyzovat správnou přilnavost, odolnost vůči poškrábání a tvrdost vrstev a zajistit tak kvalitu konečného produktu i dalších výrobních kroků, musíte provést scratch testování a testování instrumentované indexace. Tyto metody přinášejí poznatky ohledně mechanických vlastností uložených vrstev.

    Měření zeta potenciálu vnější vrstvy pomocí analyzátoru povrchového náboje značky Anton Paar vám poskytne informace o chemických vlastnostech jeho povrchu a tím i o jeho složení.

    Strukturální vlastnosti tenkých filmů mohou být také zkoumány metodou GISAXS (rentgenový mezní maloúhlový rozptyl) pomocí systému Anton Paar SAXSpoint 5.0. Vzhledem k povaze rentgenových paprsků tato metoda nejen zkoumá struktury na povrchu, ale také poskytuje informace o vlastnostech „pohřbených“ pod povrchem.

    Prohlédněte si řešení


    Fotolitografie

    Abyste zabránili kontaminaci fotomasek po procesu čištění, můžete provést analýzu zeta potenciálu a výsledky použít k optimalizaci procesu čištění. Pro analýzu defektů na fotomasce je metoda AFM dostatečně citlivá, aby odhalila i nejmenší nedokonalosti a pomohla řídit proces opravy.

    Prohlédněte si řešení


    Leptání

    Abyste dosáhli reprodukovatelných výsledků leptání, musíte mít plnou kontrolu nad koncentrací použité kyseliny fluorovodíkové. Hustoměr Anton Paar s chemicky odolnou měřicí celou přináší hodnoty koncentrace během několika minut, takže můžete dosáhnout konzistentního leptání.

    Na chemické složení povrchu křemíkových desek mají vliv také různé strategie leptání. Využijte analýzu zeta potenciálu pomocí analyzátoru povrchového náboje společnosti Anton Paar a sledujte účinek leptání na vnějším povrchu křemíkové desky.

    Pomocí mikroskopu atomárních sil značky Anton Paar zkontrolujte po dokončení leptání určité části křemíkové desky a proveďte kontrolu jejich kvality. Měření pomocí AFM poskytují rychlé výsledky a mohou snadno znovu najít a otestovat stejné místo a také automaticky měřit předdefinované vzory. Díky tomu jsou dokonalým nástrojem k charakterizaci defektů, určení rozměrů distančních prvků a analýze kritických rozměrů (CD), drsnosti šířky linie a drsnosti okraje linie.

    Prohlédněte si řešení


    Čištění

    Čištění je v procesu výroby křemíkových desek kritickým krokem, přičemž je vyžadováno odstranění chemických nečistot a částic, aniž by došlo ke změně nebo poškození povrchu nebo podkladu křemíkových desek. Měřicí zařízení společnosti Anton Paar vám pomohou kontrolovat a řídit následující:

    Koncentrace kyseliny sírové

    Jedním z nejdůležitějších parametrů je koncentrace kyseliny sírové, kterou můžete měřit chemicky odolným měřičem hustoty a rychlosti zvuku nebo pomocí procesního senzoru. Přesná znalost koncentrace kyseliny sírové zaručuje konzistentní proces čištění.

    Čistota ultračisté vody

    Správně fungující membrány jsou zásadním předpokladem pro získání ultračisté vody pro proces čištění. Použitím analyzátoru povrchového náboje ke stanovení zeta potenciálu na rozhraní membrány s vodou dokonale porozumíte chování membrány. Můžete tak zabránit neočekávanému znečištění membrány a zasáhnout dříve, než dojde ke zhoršení čistoty vody.

    Pro urychlení a zlepšení čisticího procesu můžete pomocí refraktometru zkontrolovat čistotu čisticího prostředku, abyste zajistili správné čištění bez zbytků na povrchu.

    Jednotnost křemíkových desek po provedení CMP

    Aby byla zaručena jednotnost křemíkových desek po procesu CMP (chemicko-mechanickém leštění), použijte ke stanovení efektivní výšky pole (EFH) mikroskop atomárních sil. AFM je nedestruktivní metoda pro kontrolu povrchu křemíkových desek, která měří velmi malé útvary s vynikající přesností.

    Prohlédněte si řešení


    Planarizace

    Anton Paar nabízí dvě zařízení na podporu planarizace, která pomáhají snížit kontaminaci v těchto procesních krocích: jedno pro pevné látky a druhé pro částice. Vyhodnocení lešticích podložek a částic suspenze stanovením zeta potenciálu vám přinese znalosti, které potřebujete k rozhodnutí, kdy je podložky na základě jejich výkonu třeba vyměnit. Měření zeta potenciálu na površích křemíkových desek a na částicích suspenze použité v procesu CMP vás upozorní na možnost ulpívání částic v důsledku elektrostatických interakcí. S touto znalostí můžete optimalizovat podmínky tak, abyste tomu zabránili.

    Otevřená a uzavřená pórovitost podložek je rychle kvantifikována pomocí plynové pyknometre, která výrobcům umožňuje sledovat kvalitu a pomáhá uživatelům při výběru optimální podložky pro jejich proces a konkrétní použitou suspenzi.

    Kontinuální inline monitorování vlastností suspenze v procesu CMP během planarizace poskytuje data v reálném čase, která vám pomohou kontrolovat stav suspenze a detekovat změny koncentrace abraziva. Stabilní hustota suspenze v mezích specifikací zaručuje výrobu vysoce kvalitního povrchu křemíkových desek.

    Prohlédněte si řešení


    Testování, sestavení a balení

    Správné balení je nezbytné, aby se drahé křemíkové desky nepoškodily. Proto je důležité zajistit, aby použité materiály (lepicí podložky, spoje a polovodičové mřížky s kuličkami) měly správné mechanické vlastnosti. K tomu může pomoci měření na předem definovaných místech na mikročipu, abyste pomocí nanoindentačního testeru a/nebo ultra nanoindentačního testeru stanovili tvrdost a modul pružnosti.

    Prohlédněte si řešení


    Další související aplikace

    Měření distribuce velikosti částic krystalického křemíku a monitorování množství jemných a soudržných částic (<10 µm) monitoruje konečný stupeň čistoty poskytovaný zavedenými procesy včetně mletí (zmenšování velikosti) a kroků chemického zpracování.

    Stanovení anorganických nečistot je důležité pro zajištění kvality základních materiálů a správné funkčnosti konečných produktů. S mikrovlnnou přípravou vzorků od Anton Paar se můžete spolehnout na spolehlivé výsledky digesce u vzorků všech typů.

    Charakterizace povrchu je také důležitým úkolem u produktů souvisejících s výrobou křemíkových desek, jako jsou displeje a optoelektronika. Při výrobě displejů můžete měřit přilnavost pomocí mikroscratch nebo nanoscratch testeru a mechanické vlastnosti můžete vyhodnotit pomocí nanoindentačního testeru, případně kombinací obou metod. Výsledky vám přinesou informace o kvalitě vrstvy a poskytnou vám nad ní plnou kontrolu. Pole a tvar mikročoček se nejlépe měří pomocí mikroskopu atomárních sil společnosti Anton Paar, který poskytuje boční rozměry i výšku jednotlivých mikročoček.

    Prohlédněte si řešení

  • Najděte své řešení

    ŘešeníVaše výhodaPřístroj
    Tenké filmy
    Chcete monitorovat kvalitu tenkovrstvých povlaků.Proveďte analýzu povrchového náboje (měření zeta potenciálu) na vnější vrstvě povrchu. Pomocí GISAXS charakterizujte struktury na povrchu nebo pod ním.Informace o povrchovém chemickém složení, které potvrzují požadované složení nejvzdálenější vnější vrstvy tenkého filmu; informace o kvalitě povlaku a rozčlenění nanostruktury vašeho tenkého filmu 
    Během metalizace potřebujete přesnou a časově efektivní kontrolu drsnosti, abyste zajistili kvalitu následných kroků zpracování.Změřte drsnost povrchu v širokém dynamickém rozsahu pomocí mikroskopie atomárních sil (AFM) a získejte kvantitativní výsledky v kombinaci s trojrozměrnými informacemi.Reprodukovatelná přilnavost usazených materiálů, reprodukovatelná rozhraní na hradlovém poli tranzistoru, kontrola kvality elektrických kontaktů (například kontakty Source, Drain a Gate) a také zadní strany křemíkových desek pro výkonovou elektroniku (například IGBT) 
    Jako designér a výrobce integrovaných obvodů (IC) chcete zajistit, aby materiály a vrstvy použité při výrobě IC měly správné mechanické vlastnosti.Charakterizujte tvrdost a modul pružnosti a přilnavost tenkých vrstev na křemíkové desce pomocí mechanické charakterizace povrchu (pomocí testování nanoscratch a nízkozátěžové indentace).Plná kontrola nad uloženými funkčními vrstvami během vývoje integrovaného obvodu 
    Potřebujete kontrolovat kvalitu procesu metalizace, protože změna parametrů má dopad na rozdělení velikosti zrn.Stanovte velikost zrn a její rozdělení pomocí mikroskopie atomárních sil.Zajištění, aby změna parametrů procesu nezpůsobila problémy s lepením 
    Fotolitografie
    Chcete zabránit kontaminaci fotomasek, která ovlivňuje kvalitu integrovaných obvodů.Stanovte korelaci mezi různými čisticími prostředky a fotomaskou tak, že změříte zeta potenciál (analýza povrchového náboje).Optimalizace výkonu čisticích postupů pro fotomasky
    • SurPASS 3
     
    Vysoce přesná analýza defektů je nezbytná pro kontrolu kvality vašich fotomasek, protože jakákoli nedokonalost bude přenesena do struktury vzorku.Pro analýzu defektů stanovte počáteční objem defektu pomocí mikroskopie atomárních sil, abyste odhalili nedokonalosti.Korekce optického přiblížení (bez efektů přiblížení) pro řízení postupu opravy pomocí přesného lokalizovaného měření.  
    Leptání
    Chcete stanovit koncentraci kyseliny fluorovodíkové, abyste získali konzistentní leptací vlastnosti. Proveďte měření koncentrace pomocí chemicky odolného hustoměru s U-trubicí Hastelloy a stanovte koncentraci kyseliny fluorovodíkové. Reprodukovatelné procesy leptání pomocí předběžné rychlé kontroly koncentrace kyseliny 
    Abyste mohli definovat protiopatření pro daný krok procesu, musíte charakterizovat defekty, které se objeví po suchém leptání, a zjistit, zda se jedná o částici nebo důlek.Proveďte mikroskopii atomárních sil pro přesnou analýzu velikosti, tvaru a 3D topografie defektů.Definice správných parametrů procesu díky reprodukovatelné, kvantitativní a rychlé analýze defektů  
    Chcete několikrát zkontrolovat rozměry distančního prvku a vyhodnotit účinky leptání, protože rozměry přímo souvisejí s elektrickým výkonem konečného tranzistoru. Charakterizujte tloušťku a profil boční strany v průběhu zpracování hradla s využitím mikroskopie atomárních sil. Plná kontrola zpracování hradla několikanásobným měřením toho samého hradla (opětovné zjištění přesně stejné polohy je možné pouze s AFM). 
    Hledáte rychlou techniku pro analýzu kritických rozměrů (critical dimension, CD), drsnosti šířky linie a drsnosti okraje linie po litografickém kroku a kroku leptání. Získejte s mikroskopií atomárních sil informace o profilu kolmice/kanálku v rozlišení nanometrů a s vynikající přesností. Řada Tosca AFM je navržena pro rychlá měření AFM, nabízí krátkou dobu k dosažení výsledku a zaručuje nejvyšší kvalitu následných kroků procesu. 
    U procesu výroby polem řízených tranzistorů s žebry (FinFET) musíte regulovat rozměry žeber, které jsou pro výkon produktu zásadní.Analyzujte strukturu FinFET pomocí vysoce přesné mikroskopie atomárních sil, protože změny rozměrů žeber vycházejí z výšek, šířek a variací profilů.Plná kontrola nad rozměry tranzistoru typu FinFET s přesným měřením AFM v rozsahu sub-nm 
    Čištění
    Chcete rychle stanovit koncentraci kyseliny sírové, cca desetkrát rychleji než u tradiční titrační metody.Měření hustoty a rychlosti zvuku pomocí jednoho přístroje (měření koncentrace). Vzhledem k nelineární koncentrační křivce kyseliny sírové jsou vyžadovány obě technologie. Vysoká opakovatelnost a reprodukovatelnost procesu čištění 
    Chcete vysoce výkonné měření koncentrace kyseliny sírové v procesu.Provádějte měření koncentrace všude tam, kde je vyžadováno stanovení H2SO4 a kde je potřeba pokrýt celé rozmezí koncentrací H2SO4 (0 % až 100 %).Nepřetržité sledování kvality vašeho procesu čištění 
    Chcete zajistit řádné čištění bez zbytků na povrchu.Proveďte měření čistoty čisticího prostředku (např. ultračisté vody) pomocí vysoce přesného refraktometru.Zrychlení a zdokonalení procesu čištění za účelem úspory času a zdrojů 
    Musíte zajistit kvalitu membrány, abyste získali ultračistou vodu pro polovodičové procesy.Určete zeta potenciál povrchu membrány (analýza povrchového náboje) a monitorujte kvalitu membrány, abyste zabránili neočekávanému znečištění membrány a zhoršení čistoty vody.Spolehlivá čistota vody pro výrobu polovodičových systémů
    • SurPASS 3
     
    Po provedení CMP musíte zaručit jednotnost křemíkových desek (chemicko-mechanické leštění), k čemuž potřebujete znát efektivní výšku pole (EFH), která ovlivňuje prahové charakteristiky tranzistorů.Monitorujte specifikaci EFH pomocí mikroskopie atomárních sil, protože výrazné variace mohou vést k poruchám.Vynikající přesnost regulace EFH s rychlou a nedestruktivní metodou měření takových malých útvarů 
    Chcete zajistit, aby vaše suspenze CMP poskytovala konzistentní výsledky během leštění.Změřte viskozitu vaší suspenze CMP, abyste získali informace o jejím tokovém chování a výkonu během procesu CMP. Zajištění reprodukovatelného lešticího výkonu, a tím konzistentní kvality křemíkové desky. 
    Planarizace
    Chcete se vyhnout kontaminaci křemíkových desek různými povrchovými nátěry v důsledku kontaktu s komponentami suspenze během procesu CMP.Stanovte zeta potenciál povrchů křemíkových desek a částic suspenze pomocí analýzy povrchového náboje, optimalizujte podmínky procesu a zabraňte ulpívání částic při elektrostatických interakcích.Zkrácené doby cyklu při čištění po dokončení CMP, čímž se zvyšuje kapacita
    • SurPASS 3
    • Litesizer 500
     
    Je důležité, abyste v procesech CMP zamezili křížové kontaminaci prostřednictvím lešticích podložek.Charakterizujte lešticí podložky a částice suspenze pomocí analýzy povrchového náboje, abyste předpověděli elektrostatickou přitažlivost.Snížení četnosti výměny lešticích podložek, což šetří čas i peníze
    • SurPASS 3
    • Litesizer 500
     
    Chcete zajistit správnou distribuci velikosti částic v suspenzi.Charakterizujte velikost částic suspenze analýzou velikosti částic.Vylepšení lešticího výkonu za účelem snížení poškození povrchu desky
    • Litesizer
     
    Musíte zajistit konzistentní mikrostrukturu podložky u všech šarží.Určete otevřenou a uzavřenou pórovitost díky měření hustoty pevných látek pomocí plynové pyknometrie.Zajištěný výběr podložky a kontinuita parametrů procesu 
    Chcete inline sledovat své vlastnosti suspenze v procesu CMP.Proveďte měření hustoty suspenze pomocí senzoru hustoty procesu.Inline monitorování poskytuje data v reálném čase, která indikují stav suspenze a detekují změny koncentrace abraziva. 
    Testování, sestavení a balení
    Jako poskytovatel služeb balení polovodičů se musíte ujistit, že proces balení je proveden správně a že použité materiály (lepicí podložky, spoje, pole mřížek s kuličkami – tzv. Ball Grid Array atd.) mají správné mechanické vlastnosti.Proveďte lokální měření pomocí nanoindentačního testeru, abyste stanovili tvrdost a modul pružnosti (mechanická charakterizace povrchu).Ověření procesu balení IC za účelem zajištění nejvyšší kvality obalového materiálu  
    Další související aplikace: Čisté suroviny
    Jako surovinu pro výrobu polovodičů potřebujete vysoce čistý silikon.Proveďte analýzu velikosti a distribuce částic a zkontrolujte přítomnost jemných a velkých nečistot.Je zajištěna vysoká jakost surovin. 
    Další související aplikace: Příprava vzorků pro elementární analýzu
    Musíte určit elementární složení základního materiálu a konečných produktů, abyste zajistili kvalitu produktu a správnou funkčnost.Mikrovlnná digesce zajišťuje kompletní přípravu vašich vzorků pro přesná měření.Rychlá a reprodukovatelná příprava vzorku pro následnou elementární analýzu 
    Další související aplikace: Displeje
    Jako výrobce displejů chcete znát mechanické vlastnosti a charakteristiky přilnavosti vrstev displeje, abyste předešli předčasnému odlupování nebo stárnutí, a také abyste mohli monitorovat kvalitu vrstev.Pro tuto mechanickou charakterizaci povrchu změřte přilnavost (pomocí mikroscratch a nanoscratch testerů) a mechanické vlastnosti vrstev (pomocí nanoindentačního testeru).Plná kontrola kvality vrstvy při výrobě displejů 
    Další související aplikace: Optoelektronika
    Potřebujete kontrolovat kvalitu pole a tvaru mikročoček. Tato znalost je zásadní pro zlepšení kvality a zvýšení výnosů.Pomocí mikroskopie atomárních sil změříte každou jednotlivou mikročočku tak, abyste získali boční rozměry i výšku.Přesná topografická měření na více mikročočkách 

    Nenašli jste svou konkrétní situaci? Anton Paar má i tak řešení pro váš problém. Kontaktujte nás a získejte další informace. 

  • Automatizace ve vaší laboratoři pro kontrolu kvality

    Společnost Anton Paar také nabízí plně přizpůsobená automatizační řešení ke splnění vašich individuálních požadavků.

    Modulární procesor

    Přizpůsobený modulární procesor lze přizpůsobit na míru vašemu laboratornímu pracovnímu postupu, např. při měření kyselin a zásad. Systém automatizuje identifikaci vzorků, uzavření vialek, dílčí odběr vzorků a míchání.

    Vysokokapacitní platforma HTX

    HTX společnosti Anton Paar je špičková platforma pro implementaci přípravy vzorků a analytiky do jednoho přizpůsobeného automatizovaného řešení. Kromě vlastních zařízení společnosti Anton Paar lze implementovat také přístroje od dodavatelů třetích stran.

    Výhody:

    • Analyzujte a připravte mnoho vzorků pro následnou analýzu nejrychlejším možným způsobem
    • Při manipulaci s nebezpečnými látkami udržujte svůj tým v bezpečí
    • Vyvarujte se lidských chyb
    • Spusťte systém 24/7
    • Využijte obousměrnou komunikaci se svým systémem LIMS, která zaručuje maximální flexibilitu, pokud jde o různé pracovní postupy pro přípravu vzorků 
  • 3letá záruka

    • S účinností od 1. ledna 2020 se na všechny přístroje* společnosti Anton Paar vztahuje záruka po dobu 3 let.
    • Zákazníci se tak vyhnou nepředpokládaným nákladům a na svůj přístroj se mohou vždy spolehnout.
    • Vedle záruky je k dispozici široká škála dalších služeb a možností údržby.

    * Vzhledem k použité technologii některé přístroje vyžadují údržbu v souladu s plánem údržby. Dodržení plánu údržby je nutnou podmínkou pro poskytnutí tříleté záruky.

    Další informace