• Metrologia półprzewodników

    Doskonalenie procesu produkcji płytek krzemowych i wytwarzanie wysokiej jakości płytek

  • 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.

    Metrologia płytek krzemowych w procesie produkcji

    Od cienkich warstw po próby, montaż i pakowanie - nasze rozwiązania pomiarowe zapewniają wsparcie na każdym etapie produkcji.


    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 do obsługi płytek, 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 Antona Paar dostarcza informacji na temat składu chemicznego powierzchni.

    Przeglądaj rozwiązania


    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.

    Przeglądaj rozwiązania


    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.

    Przeglądaj rozwiązania


    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 zmierzyć miernikiem gęstości i prędkości dźwięku odpornym na działanie substancji chemicznych. 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.

    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.

    Przeglądaj rozwiązania


    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.

    Przeglądaj rozwiązania


    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.

    Przeglądaj rozwiązania


    Inne powiązane zastosowania

    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.

    Przeglądaj rozwiązania

  • Znajdź swoje rozwiązanie

    Rozwiązanie Twoja korzyść Aparat
    Cienkie warstwy
    Chcesz monitorować jakość powłok cienkowarstwowych. W tym celu wykonaj analizę ładunków powierzchniowych (pomiary potencjału Zeta) na zewnętrznej warstwie powierzchni. Informacje na temat składu chemicznego powierzchni, które potwierdzają wymagany skład zewnętrznej cienkiej warstwy  
    Potrzebujesz precyzyjnej i efektywnej kontroli chropowatości podczas metalizacji, aby zapewnić jakość kolejnych etapów obróbki. Mierz chropowatość powierzchni w szerokim zakresie dynamicznym za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM) i uzyskać wyniki ilościowe w połączeniu z informacjami trójwymiarowymi. Powtarzalne przyleganie osadzonych materiałów, powtarzalne połączenia w warstwie bramek tranzystorowych, kontrola jakości styków elektrycznych (takich jak styki źródła, drenu i bramki), a także tylne strony płytek krzemowych do zastosowań w energoelektronice (np. IGBT - tranzystory bipolarne z izolowaną bramką)  
    Jako projektant i producent układów scalonych (IC), chcesz mieć pewność, że materiały i warstwy używane do ich produkcji posiadają poprawne właściwości mechaniczne. Charakteryzuj twardość i moduł sprężystości oraz przyczepność cienkich warstw na płytkach 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.  
    Musisz kontrolować jakość procesu metalizacji, ponieważ zmiana parametrów ma wpływ na rozkład wielkości ziaren. Określaj wielkość i rozkład ziaren za pomocą mikroskopii sił atomowych. Zapewnienie, że zmiany w procesie nie mają negatywnego wpływu na wiązanie.  
    Fotolitografia
    Chcesz uniknąć zanieczyszczenia masek fotolitograficznych, co ma wpływ na jakość układów scalonych. Ustalaj korelację pomiędzy różnymi środkami czyszczącymi i maską fotoliograficzną poprzez pomiar potencjału Zeta (analiza ładunku powierzchniowego). Optymalizacja wydajności procedur czyszczenia masek fotolitograficznych.  
    Wysoka precyzja analizy defektów jest niezbędna do kontroli jakości masek fotolitograficznych, ponieważ każda niedoskonałość zostanie przeniesiona na wzór próbki. W celu wykonania analizy defektu, określaj początkową objętość defektu za pomocą mikroskopu sił atomowych, aby ujawnić niedoskonałości. Optyczna korekcja zbliżeniowa (bez efektów zbliżeniowych) do kontroli postępu naprawy za pomocą precyzyjnego, zlokalizowanego pomiaru.  
    Wytrawianie
    Chcesz określić stężenie kwasu fluorowodorowego, aby uzyskać stałą wydajność procesu trawienia. Wykonaj pomiar stężenia za pomocą odpornego chemicznie gęstościomierza Hastelloy z U-rurką w celu określenia stężenia kwasu fluorowodorowego. Powtarzalne procesy wytrawiania poprzez uprzednie szybkie sprawdzenie stężenia kwasu.  
    Musisz scharakteryzować wady, które pojawiają się po wytrawianiu na sucho i wykryć, czy jest to cząstka lub wżer, aby określić środki zaradcze dla danego etapu procesu. Wykonaj badanie mikroskopem sił atomowych w celu przeprowadzenia precyzyjnej analizy wielkości, kształtu oraz trójwymiarowej topografii defektów. Określenie prawidłowych parametrów procesu dzięki powtarzalnej, ilościowej i szybkiej analizie defektów  
    Chcesz kilkakrotnie sprawdzić wymiary części odległościowej i ocenić efekty wytrawiania, ponieważ wymiary te są bezpośrednio związane z wydajnością elektryczną tranzystora końcowego. Charakteryzuj grubość ścianki bocznej i profil na wszystkich etapach obróbki bramki za pomocą mikroskopii sił atomowych. Pełna kontrola przetwarzania bramki poprzez kilkakrotny pomiar dokładnie tej samej bramki (ponowne odnalezienie dokładnie tej samej pozycji jest możliwe tylko przy wykorzystaniu AFM).  
    Poszukujesz szybkiej techniki do analizy wymiaru krytycznego (CD), zgubności szerokości linii i zgubności krawędzi linii po etapie litografii i procesu wytrawiania. Uzyskuj informacje o linii pionowej/profilu kanału w rozdzielczości nanometrycznej i przy najwyższej dokładności dzięki zastosowaniu mikroskopii sił atomowych. Urządzenia serii Tosca AFM zostały zaprojektowane z myślą o szybkich pomiarach AFM i zapewniają krótki czas pomiaru, a także gwarantują najwyższą jakość kolejnych etapów procesu.  
    Musisz kontrolować wymiary żeber w procesie formowania tranzystora FinFET, co ma znaczenie krytyczne dla działania produktu. Analizuj struktury FinFET za pomocą wysoce precyzyjnej mikroskopii sił atomowych, ponieważ zmiany wymiarów żeber wynikają ze zmian wysokości, szerokości i profilu linii. Pełna kontrola wymiarów tranzystorów FinFET dzięki precyzyjnym pomiarom AFM w skali sub-nanometrycznej  
    Czyszczenie
    Chcesz szybko określić stężenie kwasu siarkowego, około dziesięć razy szybciej niż przy zastosowaniu tradycyjnej metody miareczkowania. Wykonuj pomiary stężenia i prędkości dźwięku za pomocą jednego instrumentu (pomiar stężenia). Ze względu na nieliniową krzywą stężeń kwasu siarkowego wymagane są obie technologie. Wysoka powtarzalność procesu czyszczenia  
    Musisz zapewnić jakość membrany, aby uzyskać ultra czystą wodę do procesów półprzewodnikowych. Określaj potencjał Zeta powierzchni membrany (analiza ładunków powierzchniowych) w celu monitorowania jakości membrany i zapobiegania nieoczekiwanemu zanieczyszczeniu membrany i obniżenia czystości wody. Niezawodna czystość wody do produkcji urządzeń półprzewodnikowych  
    Musisz zagwarantować jednolitość płytki krzemowej po procesie CMP (chemiczno-mechaniczne polerowanie), znając znając wysokość pola (EFH), która wpływa na progową charakterystykę tranzystorów. Monitoruj specyfikację EFH przy użyciu mikroskopii sił atomowych, ponieważ duże zmiany mogą skutkować usterką. Najwyższa dokładność kontroli EFH dzięki szybkiej i nieniszczącej metodzie pomiaru tak małych cech  
    Planaryzacja
    Chcesz uniknąć zanieczyszczenia płytek krzemowych o różnych powłokach powierzchniowych z powodu kontaktu ze składnikami zawiesiny podczas procesu CMP. Określ potencjał Zeta powierzchni płytek i cząstek w zawiesinie przy użyciu analizy ładunków powierzchniowych, aby zoptymalizować warunki procesu oraz unikać przylegania cząstek w wyniku interakcji elektrostatycznych. Skrócenie czasu cyklu mycia po czyszczeniu CMP, a tym samym zwiększenie przepustowości  
    Chcesz uniknąć zanieczyszczenia krzyżowego w procesach CMP poprzez stosowanie padów polerskich. Scharakteryzuj pady polerskie i cząstki zawiesiny za pomocą analizy ładunków powierzchniowych w celu przewidywania przyciągania elektrostatycznego. Zmniejszenie częstotliwości wymiany padów polerskich w celu zaoszczędzenia czasu i pieniędzy  
    Próby, montaż i pakowanie
    Jako dostawca usług w zakresie pakowania półprzewodników musisz się upewnić, że proces pakowania odbywa się prawidłowo, a zastosowane materiały (pola połączeniowe, złącza, obudowy BGA itp.) mają odpowiednie właściwości mechaniczne. Wykonuj pomiary lokalne za pomocą nanotwardościomierza w celu określenia twardości i modułu sprężystości (mechaniczne charakteryzowanie powierzchni). Weryfikacja procesu pakowania układów scalonych w celu zapewnienia najwyższej jakości materiałów opakowaniowych  
    Inne powiązane zastosowania: Wyświetlacze
    Jako producent wyświetlaczy chcesz znać właściwości mechaniczne oraz związane z przyczepnością warstw wyświetlacza, aby uniknąć przedwczesnego rozwarstwienia lub starzenia się, a także aby monitorować jakość warstw. W celu wykonania mechanicznego charakteryzowania powierzchni należy zmierzyć przyczepność (za pomocą testera zarysowania w mikro- lub nanoskali) oraz określić właściwości mechaniczne warstw (za pomocą twardościomierza w nanoskali). Pełna kontrola jakości warstw w produkcji wyświetlaczy  
    Inne powiązane zastosowania: Optoelektronika
    Musisz kontrolować jakość układu i kształtu mikrosoczewek. Wiedza ta jest bardzo ważna w celu podnoszenia ich jakości i wydajności. Pomiar poszczególnych mikrosoczewek za pomocą mikroskopii sił atomowych w celu określenia wymiarów bocznych i wysokości. Precyzyjne pomiary topografii wielu mikrosoczewek  

    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.

    Dowiedz się więcej

  • Seminarium internetowe

    Metrologia półprzewodników: Jak określać, kontrolować i poprawiać różne parametry podczas procesu produkcji płytek krzemowych

    Data: 

    Podczas tego webinarium przedstawimy rozwiązania, które pomagają zapewnić i kontrolować jakość na niemal każdym etapie procesu produkcji płytek krzemowych.

    Przedstawimy także wyczerpujące informację na temat następujących technik:

    • powtarzalne, ilościowe i szybkie pomiary chropowatości powierzchni i wysokości wykonywane z dużą precyzją za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM): Technologia ta cechuje się bezprecedensową precyzją i powtarzalnością, lecz często uważana jest za zbyt czasochłonną. Podczas tego webinarium skupiamy się na użyteczności i efektywności nowej generacji aparatów Tosca AFM i pokażem korzyści płynące z wydajnej i szybkiej analizy AFM płytek krzemowych.
    • Analiza ładunków powierzchniowych wykorzystywana jako narzędzie do bezpośredniego monitorowania wyników czyszczenia płytek krzemowych: Omówimy, w jaki sposób wiedza o potencjale Zeta jest wykorzystywana do odpowiedniego dostosowania interakcji pomiędzy płytką i cząstkami w procesie CMP.
    • Mechaniczne charakteryzowanie powierzchni warstw na płytkach krzemowych w nanoskali z nanoindentacją i pomiarami zarysowań w nanoskali: Te dwie techniki mogą być stosowane do pomiaru twardości, przyczepności lub odporności na zarysowania cienkich warstw na płytkach podczas produkcji mikroczipów lub na warstwach ochronnych na szkle w procesie produkcji ekranów.
    • Dokładny, szybki, wydajny i bezpieczny pomiar stężenia substancji w produkcji półprzewodników: Dowiemy się jak łatwo można wykorzystać cyfrowy gęstościomierz do określenia stężenia kilku kwasów i zasad. Wysoka wydajność pomiarów to kluczowy czynnik w kontroli jakości na etapie trawienia i czyszczenia w branży półprzewodników.