Metrología de semiconductores: el posicionamiento es clave – Física Mundial

Metrología de semiconductores: el posicionamiento es clave – Física Mundial

Marca de tiempo: 19 de febrero de 2024 9:12 AM

Los subsistemas de posicionamiento especializados proporcionan componentes básicos en soluciones de inspección y medición de superficies 3D para la industria de semiconductores.

<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="Control de calidad Las tecnologías de plataforma de Prior Scientific y Queensgate se incorporan a los sistemas de inspección óptica OEM para aplicaciones de I+D y fabricación en volumen en toda la cadena de suministro de semiconductores. (Cortesía: Queensgate)”> Interferómetro de Queensgate
Control de calidad Las tecnologías de plataforma de Prior Scientific y Queensgate se incorporan a los sistemas de inspección óptica OEM para aplicaciones de I+D y fabricación en volumen en toda la cadena de suministro de semiconductores. (Cortesía: Queensgate)

Empresas hermanas Prior científico y Queensgate Ofrecer una cartera diversificada de tecnologías habilitadoras para respaldar los requisitos de posicionamiento de alta velocidad y alta precisión de los sistemas de metrología óptica 3D utilizados en la fabricación de semiconductores y la I+D aplicada. Mundo de la física habló con el gerente de producto de Queensgate, Craig Goodman, sobre la tecnología emergente y las oportunidades comerciales dentro de la cadena de suministro de semiconductores.

¿Por qué la metrología de superficies sin contacto es fundamental en la fabricación de semiconductores?

A medida que la industria de los semiconductores pasa de obleas de 8 a 12 pulgadas (300 mm) y características más pequeñas en esas obleas (hasta 5 nm o más), la inspección óptica de esas características a nanoescala, confiable, repetible y con alta velocidad y alta precisión, se vuelve más cada vez más importante. En pocas palabras, la metrología óptica 3D es imprescindible, ya que se requieren sistemas automatizados de inspección de superficies capaces de evaluar cientos de miles de dispositivos microelectrónicos en una sola oblea de 300 mm. Aquí es donde nuestras etapas de posicionamiento cobran importancia: un verdadero "punto óptimo" para los subsistemas de nanoposicionamiento piezoeléctricos y sensores capacitivos que fabricamos.

¿Cómo es su base de clientes a la que puede dirigirse en la industria de los semiconductores?

En Prior Scientific y Queensgate, nos dirigimos a los fabricantes OEM de instrumentación que integrarán nuestra gama de tecnologías habilitantes en la próxima generación de sistemas de metrología óptica sin contacto para la inspección y el perfilado de superficies en 3D. Al principio de la cadena de innovación, también vendemos una gama de sistemas de posicionamiento a científicos e ingenieros de semiconductores que trabajan en entornos de investigación y desarrollo aplicados.

¿Cómo benefician sus productos de posicionamiento a los fabricantes de semiconductores?

Una vez incorporados a los sistemas de inspección óptica OEM, nuestros productos se utilizan para respaldar el desarrollo de prototipos a nivel de dispositivos y materiales dentro de los laboratorios de investigación y desarrollo de semiconductores. En el entorno de fabricación en volumen, esos mismos sistemas de metrología de superficie son fundamentales para la garantía y el control de calidad, eliminando defectos y fallas de los dispositivos a nivel de oblea, es decir, antes de que esos dispositivos se incorporen a los componentes electrónicos empaquetados. La recompensa es clara: al identificar los defectos en las primeras etapas del ciclo de prueba, los fabricantes de semiconductores evitan que esos dispositivos defectuosos se incorporen en un paquete completo y se descubran más adelante en la línea de producción durante las pruebas eléctricas.

Estratégicamente, ¿por qué Prior Scientific y Queensgate están poniendo tanto énfasis en el mercado de semiconductores en este momento?

Se abren oportunidades de crecimiento convergentes para los proveedores de tecnología de la industria de los semiconductores. A nivel de titulares, está la cuestión de la seguridad de los semiconductores relacionada con la escasez de chips regionales durante la pandemia de COVID. A modo de respuesta, los responsables políticos de Estados Unidos, Europa y el Reino Unido están tomando medidas proactivas para aumentar la capacidad nacional de producción de semiconductores. Existe un impulsor tecnológico paralelo a medida que la fabricación en volumen pasa a obleas semiconductoras de 300 mm, y los OEM de instrumentación tienen que rediseñar sus sistemas de metrología óptica en consecuencia. Lo que la industria de semiconductores quiere, como estándar, son sistemas de inspección óptica automatizados, escalables y de alto rendimiento para impulsar la eficiencia del flujo de trabajo y la calidad del producto.

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Craig Goodman "Se abren oportunidades de crecimiento convergentes para los proveedores de tecnología de la industria de los semiconductores". (Cortesía: Queensgate)

¿Es de suponer que la industria de la tecnología cuántica también sea un motor de crecimiento para las empresas de semiconductores?

Correcto. Los avances en la detección cuántica, las redes cuánticas y la computación cuántica prometen generar tecnologías y aplicaciones revolucionarias, con importantes áreas de investigación y desarrollo de materiales y desarrollo de dispositivos que dependen de los procesos tradicionales de fabricación de semiconductores. Las cosas avanzan rápidamente y las empresas de toda la cadena de suministro cuántica emergente esperan avanzar desde el laboratorio de I+D hacia aplicaciones comerciales sostenibles más temprano que tarde.

¿Cómo pueden Prior Scientific y Queensgate mantenerse a la vanguardia en lo que respecta a la innovación de productos?

Trabajamos en estrecha colaboración con la comunidad de investigación para acelerar nuestra innovación tecnológica interna. Un caso de estudio notable a este respecto es nuestro colaboración continua en I+D con el Laboratorio Nacional de Física (NPL), el Instituto Nacional de Medición del Reino Unido. Con financiación de Análisis para Innovadores (A4I) – un programa dirigido por innovar Reino Unido, la agencia de innovación del Reino Unido, recientemente llevamos a cabo una “inmersión profunda” en la naturaleza y el alcance de los errores de movimiento parásitos (fuera del eje) en las etapas de nanoposicionamiento multieje de Queensgate. Al trabajar con científicos de NPL, esta investigación granular arrojó una metodología práctica de corrección y calibración para reforzar la garantía de calidad de extremo a extremo en toda la cartera de Queensgate de etapas de nanoposicionamiento piezoeléctricas (así como tecnologías habilitadoras como actuadores piezoeléctricos, sensores capacitivos, electrónica de control). y software).

¿Cómo es la hoja de ruta de desarrollo de su cartera de productos de posicionamiento en 2024?

A corto plazo, lanzaremos nuestros nuevos posicionadores de alta carga, para maniobrar el cabezal óptico completo en un sistema de metrología de superficie sin contacto, además de agregar capacidad multieje a nuestra gama de etapas de posicionamiento de muestras para obleas de 300 mm (con capacidad de carga para soportar portabrocas pesados). También en desarrollo de prototipo, y cuyo lanzamiento comercial completo está previsto para finales de este año, se encuentra una etapa de muestra de punta/inclinación del eje Z para el procesamiento avanzado de obleas de silicio. La conclusión clave: trabajando juntos, Prior Scientific y Queensgate pueden cubrir todos sus requisitos de posicionamiento para la medición e inspección de superficies en 3D.

Habilitación de tecnologías y subsistemas para la medición de superficies en 3D.

Desde microscopios de investigación hasta sistemas automatizados de imágenes de superficies, Prior Scientific proporciona etapas de posicionamiento motorizadas, cargadores robóticos, soluciones de iluminación y otros subsistemas centrales para respaldar los requisitos de metrología de la I+D y la fabricación de semiconductores avanzados.

El H105F de Prior, por ejemplo, es un etapa de motor paso a paso XY motorizada (154 x 154 mm de recorrido) que puede acomodar muestras grandes, incluidas obleas semiconductoras, fotomáscaras y placas de circuito impreso. Como parte de la misma familia de productos, el H112 ofrece un rango de recorrido máximo de 302 x 302 mm para acomodar obleas de 300 mm (al tiempo que garantiza la compatibilidad con muchos cargadores de obleas con brazo robótico).

Paralelamente, Prior produce una gama de Conjuntos de revólver objetivo motorizados y manuales. para integrarse en sistemas ópticos personalizados nuevos o existentes. Los revólveres varían desde un aumento fijo de un solo objetivo para aplicaciones OEM hasta un revólver motorizado de seis posiciones para aplicaciones de escaneo automatizado que requieren múltiples objetivos.

En combinación con la oferta de productos de Prior Scientific, la empresa hermana Queensgate fabrica sensores capacitivos y etapas piezoeléctricas de alta velocidad y precisión con resoluciones de picometros bajas para sistemas de nanoposicionamiento utilizados en la inspección de máscaras y obleas de semiconductores.

El WP-Z-120A sistema de posicionamiento de obleas es un buen ejemplo. Diseñado para aplicaciones de alto rendimiento, el escenario combina tiempos de respuesta de milisegundos con movimiento sin fricción en un rango de circuito cerrado de 120 µm. El producto puede manipular obleas de 300 mm y portaobleas de hasta 8 kg.

Otros subsistemas centrales de la cartera de Queensgate incluyen el OP400 y el OP800. escáneres piezoobjetivos – ofrece hasta 400 y 800 µm de recorrido respectivamente, con sensores capacitivos que brindan resolución de posicionamiento y repetibilidad por debajo de nm. Mientras tanto, las opciones OEM ya están disponibles para una familia de Posicionadores Z de “alta carga” para posicionar todo el sistema óptico en una configuración de metrología de superficie 3D (y compatible con cargas de hasta 15 kg y rangos de recorrido de hasta 300 µm).

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