Halvledermetrologi: positionering er nøglen – Physics World

Halvledermetrologi: positionering er nøglen – Physics World

Tidsstempel: 19. februar 2024 kl. 9:12

Specialiserede positioneringsundersystemer giver kernebyggesten i 3D overflademåling og inspektionsløsninger til halvlederindustrien

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/semiconductor-metrology-positioning-is-key-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/semiconductor-metrology-positioning-is-key-physics-world-2.jpg" data-caption="Kvalitetssikring Platformteknologier fra Prior Scientific og Queensgate er indarbejdet i OEM optiske inspektionssystemer til R&D og volumenfremstillingsapplikationer på tværs af halvlederforsyningskæden. (Med høflighed: Queensgate)"> Queensgate interferometer
Kvalitetssikring Platformteknologier fra Prior Scientific og Queensgate er indarbejdet i OEM optiske inspektionssystemer til R&D og volumenfremstillingsapplikationer på tværs af halvlederforsyningskæden. (Med høflighed: Queensgate)

Søsterselskaber Tidligere videnskabelig , Queensgate tilbyde en diversificeret portefølje af muliggørende teknologier til at understøtte højhastigheds- og højpræcisionspositioneringskravene for 3D-optiske metrologisystemer, der bruges i halvlederfremstilling og anvendt R&D. Fysik verden talte med Queensgates produktchef Craig Goodman om ny teknologi og kommercielle muligheder inden for halvlederforsyningskæden.

Hvorfor er berøringsfri overflademetrologi kritisk i halvlederfremstilling?

Efterhånden som halvlederindustrien skifter fra 8 tommer til 12 tommer (300 mm) wafers og mindre funktioner på disse wafere (ned til 5 nm eller deromkring), bliver optisk inspektion af disse nanoskalafunktioner - pålidelige, gentagelige og med høj hastighed og høj præcision - stadig vigtigere. Enkelt sagt er 3D optisk metrologi et must-have med kravet om automatiske overfladeinspektionssystemer, der er i stand til at evaluere hundredtusindvis af mikroelektroniske enheder på en enkelt 300 mm wafer. Det er her, vores positioneringstrin kommer til deres ret: et rigtigt "sweet spot" for de piezoelektriske nanopositioneringsundersystemer og kapacitive sensorer, som vi fremstiller.

Hvordan ser din adresserbare kundebase ud i halvlederindustrien?

Hos Prior Scientific og Queensgate retter vi os mod OEM-producenter af instrumentering, som vil integrere vores udvalg af muliggørende teknologier i den næste generation af berøringsfrie optiske metrologisystemer til 3D overfladeprofilering og inspektion. Opstrøms i innovationskæden sælger vi også en række positioneringssystemer til halvlederforskere og ingeniører, der arbejder i anvendte R&D-miljøer.

Hvordan gavner dine positioneringsprodukter halvlederproducenter?

Når først de er inkorporeret i OEM optiske inspektionssystemer, bruges vores produkter til at understøtte materialer og prototypeudvikling på enhedsniveau inden for halvleder-F&U-laboratorier. I volumenproduktionsmiljøet er de samme overflademetrologiske systemer kritiske for kvalitetssikring og kvalitetskontrol, udsugning af enhedsdefekter og fejl på wafer-niveau – dvs. før disse enheder inkorporeres i emballerede elektroniske komponenter. Tilbagebetalingen er klar: Ved at identificere defekter tidligt i testcyklussen undgår halvlederproducenter, at de defekte enheder bliver indbygget i en komplet pakke og opdaget længere nede i produktionslinjen under elektrisk test.

Strategisk, hvorfor lægger Prior Scientific og Queensgate så meget vægt på halvledermarkedet lige nu?

Der åbner sig konvergerende vækstmuligheder for teknologileverandører til halvlederindustrien. På overskriftsniveau er der spørgsmålet om halvledersikkerhed forbundet med regional chipmangel under COVID-pandemien. Som svar bevæger amerikanske, europæiske og britiske politiske beslutningstagere sig proaktivt for at opskalere indenlandsk kapacitet inden for halvlederproduktion. Der er en parallel teknologidriver, når volumenfremstilling overgår til 300 mm halvlederwafers, hvor instrumenterings-OEM'er skal omkonstruere deres optiske metrologisystemer i overensstemmelse hermed. Det, som halvlederindustrien som standard ønsker, er skalerbare og automatiserede optiske inspektionssystemer med høj kapacitet til at drive workfloweffektivitet og produktkvalitet.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/web-Craig.jpg" data-caption="Craig Goodman "Der åbner sig konvergerende vækstmuligheder for teknologileverandører til halvlederindustrien." (Courtesy: Queensgate)” title=”Klik for at åbne billedet i popup” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/web-Craig.jpg”>Craig Goodman
Craig Goodman "Der åbner sig konvergerende vækstmuligheder for teknologileverandører til halvlederindustrien." (Med høflighed: Queensgate)

Formentlig er kvanteteknologiindustrien også en drivkraft for vækst for halvledervirksomheder?

Korrekt. Fremskridt inden for kvanteregistrering, kvantenetværk og kvanteberegning lover at give spilskiftende teknologier og applikationer, med betydelige områder inden for materiale-F&U og enhedsudvikling, der er afhængige af traditionelle halvlederfremstillingsprocesser. Tingene går hurtigt, og virksomheder på tværs af den nye kvanteforsyningskæde håber på at komme videre fra R&D-laboratoriet til bæredygtige kommercielle applikationer før snarere end senere.

Hvordan forbliver Prior Scientific og Queensgate foran kurven, når det kommer til produktinnovation?

Vi arbejder tæt sammen med forskningsmiljøet for at fremskynde vores interne teknologiinnovation. Et bemærkelsesværdigt casestudie i denne henseende er vores løbende F&U-samarbejde med Nationalt fysisk laboratorium (NPL), Storbritanniens National Measurement Institute. Med finansiering fra Analyse for innovatører (A4I) – et program drevet af Innovere UK, Storbritanniens innovationsagentur – vi foretog for nylig et "dybt dyk" i arten og omfanget af parasitære (off-akse) bevægelsesfejl i Queensgates multi-akse nanopositioneringsstadier. I samarbejde med NPL-forskere gav denne granulære undersøgelse en praktisk korrektions- og kalibreringsmetodologi til at styrke end-to-end kvalitetssikring på tværs af Queensgate-porteføljen af ​​piezo-drevne nanopositioneringstrin (samt muliggørende teknologier såsom piezo-aktuatorer, kapacitive sensorer, kontrolelektronik og software).

Hvordan ser udviklingsplanen ud for din portefølje af positioneringsprodukter i 2024?

På kort sigt vil vi lancere vores nye high-load positioners – til manøvrering af det fulde optiske hoved i et berøringsfrit overflademetrologisystem – samt tilføje multi-akse kapacitet til vores udvalg af prøvepositioneringstrin til 300 mm wafers (med belastningskapacitet til at understøtte tunge wafer-patroner). Også under udvikling af prototype, og som forventes at blive frigivet fuldt ud senere i år, er et Z-akse tip/tilt prøvetrin til avanceret silicium-wafer-behandling. Det vigtigste: Prior Scientific og Queensgate arbejder sammen, og kan dække alle dine positioneringskrav til 3D-overflademåling og -inspektion.

Muliggørende teknologier og undersystemer til 3D overflademåling

Fra forskningsmikroskoper til automatiserede overfladebilleddannelsessystemer leverer Prior Scientific motoriserede positioneringstrin, robotlæssere, belysningsløsninger og andre kerneundersystemer for at understøtte metrologikravene til avanceret halvleder-F&U og fremstilling.

Prior's H105F er for eksempel en motoriseret XY step-motor trin (154 x 154 mm vandring), der kan rumme store prøver, herunder halvlederwafers, fotomasker og printkort. H112 er en del af den samme produktfamilie og giver et maksimalt vandringsområde på 302 x 302 mm for at rumme 300 mm wafers (samtidigt som det sikrer kompatibilitet med mange robot-arm wafer loaders).

Sideløbende producerer Prior en række af motoriserede og manuelle objektiv-næsestykkesamlinger at integrere i nye eller eksisterende brugerdefinerede optiske systemer. Næsestykkerne spænder fra en enkelt-objektiv fast forstørrelse til OEM-applikationer til en seks-positions motoriseret næsestykke til automatiserede scanningsapplikationer, der kræver flere objektiver.

I overensstemmelse med Prior Scientific-produktudbuddet fremstiller søsterselskabet Queensgate højhastigheds-, højpræcisions-piezo-trin og kapacitive sensorer med lave picometer-opløsninger til nanopositioneringssystemer, der bruges til halvlederwafer- og maskeinspektion.

WP-Z-120A wafer positioneringssystem er et eksempel på det. Scenen er designet til applikationer med høj kapacitet og kombinerer millisekunders responstider med friktionsfri bevægelse over et 120 µm lukket sløjfeområde. Produktet kan håndtere 300 mm wafers og wafer chucks op til 8 kg.

Andre kerneundersystemer i Queensgate-porteføljen inkluderer OP400 og OP800 piezo objektiv scannere – tilbyder op til henholdsvis 400 og 800 µm vandring, med kapacitive sensorer, der giver sub-nm positioneringsopløsning og repeterbarhed. I mellemtiden er OEM-muligheder tilgængelige nu for en familie af Z-positioneringsanordninger med høj belastning til positionering af hele det optiske system i en 3D-overflademetrologisk opsætning (og kompatibel med belastninger op til 15 kg og vandringsområder op til 300 µm).

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden