Aby pomóc w produkcji najwyższej jakości płytek krzemowych, firma Anton Paar dostarcza narzędzia metrologiczne do monitorowania jakości cienkich warstw, oceny chropowatości powierzchni podczas metalizacji, zrozumienia składu chemicznego powierzchni warstw zewnętrznych i charakterystyki defektów płytek. Nasze instrumenty pomogą określić i dostosować wiele różnych parametrów w całym procesie produkcji płytek, w celu stworzenia lepszego produktu końcowego.
Cienkie warstwy
Ważne jest, aby zachować pełną kontrolę nad parametrami wpływającymi na proces osadzania cienkowarstwowego, w czym mogą pomóc urządzenia pomiarowe monitorujące te parametry. Ponieważ cienkie warstwy mają zwykle grubość od kilku nanometrów do około 100 mikrometrów, a w niektórych przypadkach nawet kilku atomów, wymaga to zastosowania przyrządów metrologicznych, które działają w zakresie nano- i sub-nanometrów. Jakość powierzchni takich cienkich warstw najlepiej określa się badając chropowatość za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM). Aby przeanalizować właściwą przyczepność, odporność na zarysowania i twardość warstw, a tym samym zapewnić jakość produktu końcowego i dalszych etapów produkcji, należy wykonać testy zarysowań i badania metodą indentacji instrumentalnej. Metody te dają wgląd we właściwości mechaniczne osadzonych warstw.
Pomiar potencjału Zeta zewnętrznej warstwy za pomocą analizatora ładunków powierzchniowych firmy Anton Paar dostarcza informacji na temat składu chemicznego powierzchni.
Strukturalne cechy cienkich warstw można również zbadać rentgenowską metodą GISAXS (grazing-incidence small-angle x-ray scattering) przy użyciu systemu Anton Paar SAXSpoint 5.0. Ze względu na charakter promieniowania rentgenowskiego metoda ta nie tylko nadaje się do badań struktury na powierzchni, ale także dostarcza informacji o cechach ukrytych pod powierzchnią.
Fotolitografia
Aby uniknąć zanieczyszczenia masek fotolitograficznych po procesie czyszczenia, można przeprowadzić analizę potencjału Zeta i wykorzystać jej wyniki do optymalizacji procesu czyszczenia. W przypadku analizy defektów na masce fotolitograficznej mikroskop AFM jest wystarczająco czuły, aby ujawnić najmniejsze niedoskonałości i pomóc w kontrolowaniu procesu naprawy.
Wytrawianie
Aby osiągnąć powtarzalne wyniki trawienia, należy w pełni kontrolować stężenie stosowanego kwasu fluorowodorowego. Gęstościomierz Anton Paar wyposażony w celę pomiarową odporną na działanie substancji chemicznych w ciągu kilku minut zapewnia wartości stężenia, dzięki czemu można zapewnić równomierne wytrawianie.
Różne strategie wytrawiania mają również wpływ na skład chemiczny powierzchni płytki krzemowej. Analizę potencjału Zeta wykonywaną za pomocą analizatora ładunków powierzchniowych firmy Anton Paar można wykorzystać do śledzenia wpływu wytrawiania na zewnętrzną powierzchnię płytki.
Za pomocą mikroskopu sił atomowych Anton Paar można sprawdzać i kontrolować jakość danych elementów płytki po wytrawianiu. Mikroskopy AFM dają szybkie wyniki i z łatwością mogą wielokrotnie odnaleźć i testować to samo miejsce, również w trybie automatycznym, mierząc wstępnie zdefiniowane wzory. To sprawia, że są one doskonałym narzędziem do charakteryzowania defektów, określania wymiarów części odległościowych, analizowania wymiaru krytycznego (CD), zgubności szerokości linii i zgubności krawędzi linii.
Czyszczenie
Czyszczenie to krytyczny etap procesu produkcji płytek, wymagający usunięcia zanieczyszczeń chemicznych i cząsteczkowych bez zmiany lub uszkodzenia powierzchni lub podłoża płytki. Urządzenia pomiarowe Anton Paar zapewniają kontrolę nad następującymi czynnikami:
Stężenie kwasu siarkowego
Jednym z najważniejszych parametrów jest stężenie kwasu siarkowego, które można mierzyć miernikiem gęstości i prędkości dźwięku odpornym na działanie substancji chemicznych lub czujnikiem procesowym. Dokładna znajomość wartości stężenia kwasu siarkowego gwarantuje jednolity proces czyszczenia.
Ultra czysta woda
Prawidłowo działające membrany są warunkiem wstępnym zapewnienia ultra czystej wody do procesu czyszczenia. Użycie analizatora ładunków powierzchniowych do określenia potencjału Zeta granicy faz membrana-woda daje jasne zrozumienie właściwości membrany. Można w ten sposób uniknąć nieoczekiwanego zanieczyszczenia membrany oraz zareagować przed obniżeniem czystości wody.
Aby przyspieszyć i usprawnić proces czyszczenia, można za pomocą refraktometru sprawdzić czystość środka czyszczącego dla zapewnienia prawidłowego czyszczenia bez pozostałości na powierzchni.
Jednolitość płytki krzemowej po CMP
Aby zagwarantować jednolitość płytki krzemowej po procesie CMP (chemiczno-mechaniczne polerowanie), należy użyć mikroskopu sił atomowych w celu określenia skutecznej wysokości pola (EFH). AFM to nieniszcząca metodą kontroli powierzchni płytki, która mierzy bardzo małe elementy z najwyższą dokładnością.
Planaryzacja
Aby zapewnić wsparcie w procesie planaryzacji, firma Anton Paar dostarcza dwa urządzenia do redukcji zanieczyszczenia podczas tych etapów procesu, tzn. jedno do redukcji liczby ciał stałych, a drugie do cząstek. Ocena padów polerskich i cząstek zawiesiny poprzez określenie potencjału Zeta daje wiedzę potrzebną do podjęcia decyzji o wymianie padów w oparciu o ich wydajność. Pomiary potencjału Zeta na powierzchniach płytek i cząsteczek zawiesiny stosowane w procesie CMP ostrzegają o możliwości przylegania cząsteczek w wyniku oddziaływań elektrostatycznych. Wiedza ta pozwala zoptymalizować warunki procesu, zapobiegając tym niekorzystnym wpływom.
Otwartą i zamkniętą porowatość okładzin można szybko określić ilościowo za pomocą piknometrii gazowej, która pozwala monitorować jakość i pomaga w wyborze okładziny odpowiedniej do procesu i zastosowanej zawiesiny.
Ciągłe monitorowanie właściwości zawiesiny w CMP podczas planaryzacji dostarcza w czasie rzeczywistym danych, które pomagają kontrolować stan zawiesiny i wykrywać zmiany stężenia ścierniwa. Stabilna gęstość zawiesiny w granicach specyfikacji gwarantuje uzyskanie wafli o wysokiej jakości powierzchni.
Próby, montaż i pakowanie
Odpowiednie opakowanie jest niezbędne, aby chronić cenne płytki przed uszkodzeniem. Dlatego należy sprawdzić, czy użyte materiały (pola połączeniowe, złącza, obudowy BGA) mają właściwe właściwości mechaniczne. Wyzwaniu temu można sprostać, wykonując pomiary w zdefiniowanych wcześniej miejscach na mikroczipie, aby określić twardość i moduł sprężystości przy pomocy nanotwardościomierza i/lub ultrananotwardościomierza.
Inne powiązane zastosowania
Pomiar rozkładu wielkości cząstek krzemu krystalicznego, a także monitorowanie ilości cząstek drobnych i kohezyjnych (<10 µm) gwarantuje ostateczny stopień czystości zapewniany przez dobrze ugruntowane procesy, w tym mielenie (uzyskanie mniejszych cząstek) i etapy obróbki chemicznej.
Oznaczanie zanieczyszczeń nieorganicznych jest ważne dla zapewnienia jakości materiałów podstawowych i prawidłowego działania produktów końcowych. Przygotowywanie próbek wspomagane mikrofalami za pomocą urządzeń firmy Anton Paar pozwala uzyskać niezawodne wyniki trawienia dla każdego rodzaju próbki.
Charakteryzowanie powierzchni jest również ważnym zadaniem dla produktów związanych z produkcją płytek krzemowych, takich jak wyświetlacze i optoelektronika. Podczas produkcji wyświetlaczy można mierzyć przyleganie za pomocą testera zarysowania w mikro- lub nanoskali oraz wykonywać ocenę właściwości mechanicznych za pomocą nanotwardościomierza lub poprzez połączenie obu tych metod. Wyniki takich badań dadzą wgląd i pełną kontrolę nad jakością warstwy. Układ i kształt mikrosoczewek najlepiej jest mierzyć mikroskopem sił atomowych firmy Anton Paar, ponieważ podaje on wymiary boczne oraz wysokość poszczególnych mikrosoczewek.
| Rozwiązanie | Twoja korzyść | Aparat | |
| Cienkie warstwy | |||
| Chcesz monitorować jakość powłok cienkowarstwowych. | W tym celu wykonaj analizę ładunków powierzchniowych (pomiary potencjału zeta) na zewnętrznej warstwie powierzchniowej. Do scharakteryzowania struktur na powierzchni lub pod powierzchnią użyj GISAXS. | Informacje na temat chemicznej charakterystyki powierzchni potwierdzające pożądany skład zewnętrznej struktury cienkowarstwowej; informacje o jakości powłoki i rozkładzie nanostruktur cienkowarstwowych | |
| Jako projektant i producent układów scalonych (IC), chcesz mieć pewność, że materiały i warstwy używane do ich produkcji mają odpowiednie właściwości mechaniczne. | Możesz scharakteryzować twardość i moduł sprężystości oraz przyczepność cienkich warstw na waflach wraz z mechanicznym charakteryzowaniem powierzchni (przy użyciu badań odporności na zarysowania w nanoskali i prób wgłębiania przy małych obciążeniach). | Pełna kontrola nad nałożonymi warstwami funkcjonalnymi podczas tworzenia układu scalonego. | |
| Fotolitografia | |||
| Chcesz uniknąć zanieczyszczenia masek fotolitograficznych, co ma wpływ na jakość układów scalonych. | Ustalaj korelację pomiędzy różnymi środkami czyszczącymi a maską fotolitograficzną poprzez pomiar potencjału zeta (analiza ładunku powierzchniowego). | Optymalizacja wydajności procedur czyszczenia masek fotolitograficznych. | |
| Wytrawianie | |||
| Chcesz określić stężenie kwasu fluorowodorowego, aby uzyskać stałą wydajność procesu trawienia. | Wykonaj pomiar stężenia za pomocą chemicznie odpornego gęstościomierza z U-rurką Hastelloy, aby określić stężenie kwasu fluorowodorowego. | Powtarzalne procesy wytrawiania poprzez uprzednie szybkie sprawdzenie stężenia kwasu. | |
| Czyszczenie | |||
| Chcesz szybko określić stężenie kwasu siarkowego, około dziesięć razy szybciej niż przy zastosowaniu tradycyjnej metody miareczkowania. | Wykonaj pomiary gęstości i prędkości dźwięku za pomocą jednego przyrządu (pomiar stężenia). Ze względu na nieliniową krzywą stężeń kwasu siarkowego wymagane są obie technologie. | Wysoka powtarzalność procesu czyszczenia. | |
| Potrzebujesz pomiaru stężenia kwasu siarkowego w wysokowydajnym procesie. | Wykonuj pomiary stężenia wszędzie tam, gdzie wymagane jest oznaczenie H2SO4 i uwzględnij cały zakres stężeń H2SO4 (od 0% do 100%). | Ciągłe monitorowanie jakości procesu czyszczenia. | |
| Chcesz zapewnić prawidłowe czyszczenie bez pozostałości na powierzchni. | Wykonaj pomiar czystości środka czyszczącego (np. ultraczystej wody) przy użyciu bardzo precyzyjnego refraktometru. | Przyspieszenie i usprawnienie procesu czyszczenia w celu oszczędności czasu i zasobów. | |
| Musisz zapewnić jakość membrany, aby uzyskać ultra czystą wodę do procesów półprzewodnikowych. | Określaj potencjał zeta powierzchni membrany (analiza ładunków powierzchniowych) i monitoruj jej jakość, aby zapobiec nieoczekiwanemu zanieczyszczeniu oraz pogorszeniu czystości wody. | Niezawodna czystość wody do produkcji urządzeń półprzewodnikowych. | |
| Chcesz mieć pewność, że zawiesina CMP zapewnia spójne wyniki podczas polerowania. | Zmierz lepkość zawiesiny CMP, aby uzyskać informacje o jej charakterystyce przepływu i zachowaniu podczas procesu CMP. | Zapewnienie powtarzalnej wydajności polerowania, a tym samym stałej jakości wafli. | |
| Planaryzacja | |||
| Chcesz uniknąć zanieczyszczenia wafli krzemowych o różnych powłokach powierzchniowych z powodu kontaktu ze składnikami zawiesiny podczas procesu CMP. | Określaj potencjał zeta powierzchni wafli oraz cząstek zawiesiny przy użyciu analizy ładunków powierzchniowych, aby zoptymalizować warunki procesu i zapobiec przyleganiu cząstek w wyniku oddziaływań elektrostatycznych. | Skrócenie czasu cyklu mycia po procesie CMP, co zwiększa przepustowość. | |
| Chcesz uniknąć zanieczyszczenia krzyżowego w procesach CMP poprzez stosowanie padów polerskich. | Scharakteryzuj pad polerski oraz cząstki zawiesiny za pomocą analizy ładunków powierzchniowych, aby przewidzieć przyciąganie elektrostatyczne. | Zmniejszenie częstotliwości wymiany padów polerskich, co pozwala oszczędzić czas i pieniądze. | |
| Chcesz zagwarantować prawidłowy rozkład wielkości cząstek w zawiesinie. | Scharakteryzuj wielkość cząstek zawiesiny przy użyciu analizy wielkości cząstek. | Poprawa skuteczności polerowania w celu zmniejszenia uszkodzeń powierzchni wafla. | |
| Musisz zapewnić spójną mikrostrukturę poszczególnych partii okładzin. | Określaj porowatość otwartą i zamkniętą, wykonując pomiary gęstości ciała stałego metodą piknometrii gazowej. | Zapewniony dobór okładzin oraz ciągłość parametrów procesu. | |
| Chcesz inline monitorować właściwości zawiesiny w procesie CMP. | Wykonaj pomiar gęstości zawiesiny przy użyciu czujnika gęstości procesowej. | Inline monitorowanie dostarcza danych w czasie rzeczywistym, które wskazują stan zawiesiny oraz wykrywają zmiany w koncentracji ścierniwa. | |
| Próby, montaż i pakowanie | |||
| Jako producent układów scalonych, chcesz mieć pewność, że proces pakowania odbywa się prawidłowo, a użyte materiały (podkłady adhezyjne, połączenia, matryce BGA itp.) mają odpowiednie właściwości mechaniczne. | Wykonaj lokalne pomiary za pomocą nanoindentaционного testera, aby określić twardość i moduł sprężystości (mechaniczne charakteryzowanie powierzchni). | Weryfikacja procesu pakowania IC dla zapewnienia najwyższej jakości materiałów opakowaniowych. | |
| Inne powiązane zastosowania: czyste surowce | |||
| Potrzebujesz wysoce czystego krzemu do produkcji półprzewodników. | Przeprowadź analizę wielkości i rozkładu cząstek, aby sprawdzić obecność drobnych i dużych zanieczyszczeń. | Wysoka jakość surowców jest zapewniona. | |
| Inne powiązane zastosowania: przygotowanie próbek do analizy pierwiastkowej | |||
| Musisz określić skład pierwiastkowy materiału podstawowego i produktów końcowych, aby zapewnić jakość produktu i jego prawidłowe działanie. | Trawienie wspomagane mikrofalami zapewnia pełne przygotowanie próbek do dokładnych pomiarów. | Szybkie i powtarzalne przygotowanie próbki do analizy pierwiastkowej. | |
| Inne powiązane zastosowania: wyświetlacze | |||
| Jako producent wyświetlaczy chcesz znać właściwości mechaniczne oraz cechy przyczepności warstw wyświetlacza, aby uniknąć przedwczesnego rozwarstwienia lub starzenia się, a także monitorować jakość warstw. | Dla mechanicznego charakteryzowania powierzchni zmierz przyczepność (przy użyciu testerów zarysowania w mikro- lub nanoskali) oraz właściwości mechaniczne warstw (przy użyciu nanoindentaционного testera). | Pełna kontrola jakości warstwy przy produkcji wyświetlaczy. | |
Nie udało Ci się znaleźć informacji na temat określonej sytuacji? Anton Paar wciąż ma rozwiązanie dla Twojego wyzwania. Po prostu skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej informacji.
Automatyzacja procesów w laboratorium kontroli jakości
Firma Anton Paar oferuje również niestandardowe rozwiązania w zakresie automatyzacji, spełniające indywidualne wymagania poszczególnych klientów.
Modułowy procesor próbek
Niestandardowy modułowy manipulatorpróbek może być dostosowany do harmonogramu przepływu pracy w laboratorium, np. przy pomiarze kwasów i zasad. System automatyzuje takie procesy jak identyfikacja próbek, zamykanie fiolek, podpróbkowanie i mieszanie.
Platforma HTX o dużej wydajności
Platforma HTX firmy Anton Paar to zaawansowane rozwiązanie do wdrażania procedur przygotowywania próbek i analizy w jednym niestandardowym zautomatyzowanym rozwiązaniu. Podobnie jak w przypadku innych urządzeń marki Anton Paar istnieje także możliwość wdrażania modułów innych producentów.
Korzyści:
- analiza i przygotowanie wielu próbek do dalszej analizy w najszybszy możliwy sposób;
- zabezpieczenie personelu podczas pracy z niebezpiecznymi substancjami;
- eliminacja błędów ludzkich;
- ciągła praca systemu;
- wykorzystanie dwukierunkowej komunikacji z LIMS, która gwarantuje maksymalną elastyczność w zakresie różnych przepływów pracy w celu przygotowania próbek.
Trzyletnia gwarancja
- Od 1 stycznia 2020 r. wszystkie nowe przyrządy Anton Paar* obejmują naprawę przez 3 lata.
- Klienci unikają nieprzewidzianych kosztów i zawsze mogą polegać na swoim urządzeniu.
- Oprócz gwarancji zapewniamy szeroki zakres dodatkowych usług i opcji serwisowych.
* Ze względu na wykorzystywaną technologię niektóre urządzenia wymagają konserwacji zgodnie z harmonogramem konserwacji. Przestrzeganie harmonogramu konserwacji jest warunkiem koniecznym dla utrzymania trzyletniej gwarancji.
