• 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 indentace. Tyto metody přinášejí poznatky ohledně mechanických vlastností uložených vrstev.

    Měření zeta potenciálu vnější vrstvy pomocí analyzátoru povrchového náboje společnosti Anton Paar vám poskytne informace o chemickém složení jeho povrchu, a tím i o jeho složení.

    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 AFM dostatečně citlivá, aby odhalila ty 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 společnosti 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 společnosti 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 přístrojem pro měření hustoty a rychlosti zvuku. 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 membrána–voda dokonale porozumíte chování membrány. Lze tak zabránit neočekávanému znečištění membrány a můžete zasáhnout dříve, než dojde ke zhoršení čistoty vody.

    Jednotnost křemíkových desek po provedení CMP

    Aby byla zaručena jednotnost křemíkových desek po provedení CMP (chemicko-mechanické 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

    Aby vám společnost Anton Paar pomohla při planarizaci, nabízí dvě zařízení pro snížení kontaminace 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.

    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. Této výzvě můžete čelit prováděním 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

    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, protože ten vám poskytuje boční rozměry i výšku jednotlivých mikročoček.

    Prohlédněte si řešení

  • Najděte své řešení

    Řešení Vaše výhoda Přístroj
    Tenké filmy
    Chcete monitorovat kvalitu tenkovrstvých povlaků. Proveďte analýzu povrchového náboje (měření zeta potenciálu) na vnější vrstvě povrchu. Informace o povrchovém chemickém složení, které potvrzují požadované složení vnější vrstvy 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 hradle tranzistoru, kontrola kvality elektrických kontaktů (například kontakty zdroje, na výstupu a vstupu) 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 měřením potenciálu zeta (analýza povrchového náboje). Optimalizace výkonu čisticích postupů pro fotomasky  
    Vysoce přesná analýza defektů je nezbytná pro kontrolu kvality vašich fotomasek, protože jakákoli nedokonalost bude přenesena do vzoru. Pro analýzu defektů stanovte počáteční objem defektu pomocí mikroskopie atomárních sil, abyste odhalili nedokonalosti. Korekce optického přiblížení (bez efektů přiblížení) k 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 mikroskopie 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 brány několikanásobným měřením té stejné brány (opětovné zjištění přesně stejné polohy je možné pouze u 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 svislé linii / profilu kanálku v rozlišení nanometrů. 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 tranzistoru řízeného polem typu 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  
    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  
    Po provedení CMP musíte zaručit jednotnost křemíkových desek (chemicko-mechanické leštění) tím, že znáte efektivní výšku pole (EFH), která ovlivňuje prahové charakteristiky tranzistorů. Monitorujte specifikaci EFH pomocí mikroskopie atomárních sil, protože vysoké variace mohou vést k poruchám. Vynikající přesnost regulace EFH s rychlou a nedestruktivní metodou měření takových malých útvarů  
    Planarizace
    Chcete se vyhnout kontaminaci křemíkových desek různými vrchními 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 prostřednictvím elektrostatických interakcí. Zkrácené doby cyklu při čištění po dokončení CMP, čímž se zvyšuje kapacita  
    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  
    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, polovodičové mřížky s kuličkami 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: 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

  • Webinář

    Metrologie polovodičů: jak stanovit, řídit a vylepšit různé parametry během procesu výroby křemíkových desek

    Datum: 

    Na tomto webináři vám představíme kombinaci různých řešení, která vám pomohou zajistit a řídit kvalitu téměř při každém kroku celého procesu výroby křemíkových desek.

    Zjistěte více o následujících technikách:

    • Reprodukovatelné, kvantitativní a rychlé měření drsnosti a výšky povrchu s vysokou přesností pomocí AFM: Tato technologie je známá svou bezkonkurenční přesností a reprodukovatelností, byla však také často považována za příliš časově náročnou a tedy nedostatečně efektivní. V tomto webináři se zaměříme na použitelnost a účinnost měření Tosca AFM nové generace a ukážeme výhody efektivní, rychlé a spolehlivé analýzy křemíkových desek pomocí AFM.
    • Analýza povrchového náboje použitá jako přímý nástroj k monitorování účinků čištění křemíkových desek: Diskutujeme o tom, jak se znalosti zeta potenciálu používají v procesu CMP k vyladění interakcí křemíkových desek s částicemi.
    • Mechanická povrchová charakterizace vrstev na křemíkových deskách v nanoměřítku pomocí měření nanoindentace a nanoscratch: Tyto dvě techniky lze použít k měření tvrdosti, adheze nebo odolnosti vůči poškrábání u tenkých filmů na křemíkových deskách při výrobě mikročipů nebo na ochranných vrstvách na skle při výrobě displejů.
    • Přesné, rychlé, účinné a bezpečné měření koncentrace chemických látek pro výrobu polovodičů: Zjistěte, jak snadné je pomocí digitálního hustoměru stanovit koncentraci různých kyselin a zásad. Vysoký výkon měření je klíčem ke kontrole kvality během postupů leptání a čištění v polovodičovém průmyslu.