Metrologia dei semiconduttori: il posizionamento è fondamentale – Physics World

Metrologia dei semiconduttori: il posizionamento è fondamentale – Physics World

Timestamp: 19 febbraio 2024 9:12

I sottosistemi di posizionamento specializzati forniscono elementi fondamentali nelle soluzioni di misurazione e ispezione della superficie 3D per l'industria dei semiconduttori

<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="Garanzia di qualità Le tecnologie della piattaforma di Prior Scientific e Queensgate sono incorporate nei sistemi di ispezione ottica OEM per applicazioni di ricerca e sviluppo e produzione in serie lungo la catena di fornitura dei semiconduttori. (Per gentile concessione: Queensgate)”> Interferometro di Queensgate
Garanzia di qualità Le tecnologie della piattaforma di Prior Scientific e Queensgate sono incorporate nei sistemi di ispezione ottica OEM per applicazioni di ricerca e sviluppo e produzione in serie lungo la catena di fornitura dei semiconduttori. (Per gentile concessione: Queensgate)

Società sorelle Precedente Scientifico ed Queengate offrire un portafoglio diversificato di tecnologie abilitanti per sostenere i requisiti di posizionamento ad alta velocità e alta precisione dei sistemi di metrologia ottica 3D utilizzati nella produzione di semiconduttori e nella ricerca e sviluppo applicata. Mondo della fisica ha parlato con Craig Goodman, product manager di Queensgate, della tecnologia emergente e delle opportunità commerciali all'interno della catena di fornitura dei semiconduttori.

Perché la metrologia delle superfici senza contatto è fondamentale nella produzione di semiconduttori?

Man mano che l'industria dei semiconduttori passa dai wafer da 8 pollici a quelli da 12 pollici (300 mm) e dalle caratteristiche più piccole su tali wafer (fino a 5 nm o giù di lì), l'ispezione ottica di tali caratteristiche su scala nanometrica – affidabile, ripetibile e con alta velocità ed alta precisione – diventa sempre più importante. In parole povere, la metrologia ottica 3D è un must, con la necessità di sistemi automatizzati di ispezione superficiale in grado di valutare centinaia di migliaia di dispositivi microelettronici su un singolo wafer da 300 mm. È qui che le nostre fasi di posizionamento entrano in gioco: un vero e proprio “sweet spot” per i sottosistemi di nanoposizionamento piezoelettrici e i sensori capacitivi che produciamo.

Come si presenta la vostra base clienti a cui rivolgervi nel settore dei semiconduttori?

Noi di Prior Scientific e Queensgate ci rivolgiamo ai produttori OEM di strumentazione che integreranno la nostra gamma di tecnologie abilitanti nella prossima generazione di sistemi di metrologia ottica senza contatto per la profilazione e l'ispezione di superfici 3D. A monte della catena dell'innovazione, vendiamo anche una gamma di sistemi di posizionamento a scienziati e ingegneri di semiconduttori che lavorano in contesti di ricerca e sviluppo applicati.

In che modo i vostri prodotti di posizionamento avvantaggiano i produttori di semiconduttori?

Una volta incorporati nei sistemi di ispezione ottica OEM, i nostri prodotti vengono utilizzati per supportare lo sviluppo di materiali e prototipi a livello di dispositivo all'interno dei laboratori di ricerca e sviluppo di semiconduttori. Nell'ambiente di produzione in serie, gli stessi sistemi di metrologia di superficie sono fondamentali per l'assicurazione e il controllo della qualità, eliminando difetti e guasti dei dispositivi a livello di wafer, ovvero prima che tali dispositivi vengano incorporati nei componenti elettronici confezionati. Il ritorno è chiaro: identificando i difetti nelle prime fasi del ciclo di test, i produttori di semiconduttori evitano che i dispositivi difettosi vengano integrati in un pacchetto completo e scoperti più avanti nella linea di produzione durante i test elettrici.

Strategicamente, perché Prior Scientific e Queensgate stanno ponendo così tanta enfasi sul mercato dei semiconduttori in questo momento?

Si stanno aprendo opportunità di crescita convergenti per i fornitori di tecnologia dell’industria dei semiconduttori. A livello di notizia principale, c’è la questione della sicurezza dei semiconduttori legata alla carenza di chip a livello regionale durante la pandemia di COVID. In risposta, i politici statunitensi, europei e britannici si stanno muovendo in modo proattivo per aumentare la capacità nazionale nella produzione di semiconduttori. Esiste un driver tecnologico parallelo man mano che la produzione in grandi volumi passa ai wafer semiconduttori da 300 mm, con gli OEM di strumentazione che devono riprogettare di conseguenza i loro sistemi di metrologia ottica. Ciò che l'industria dei semiconduttori desidera, come standard, sono sistemi di ispezione ottica automatizzati, scalabili e ad alta produttività per favorire l'efficienza del flusso di lavoro e la qualità del prodotto.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/web-Craig.jpg" data-caption="Craig Goodman “Si stanno aprendo opportunità di crescita convergenti per i fornitori di tecnologia dell’industria dei semiconduttori”. (Per gentile concessione: Queensgate)” title=”Fare clic per aprire l'immagine in popup” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/web-Craig.jpg”>Craig Goodman
Craig Goodman “Si stanno aprendo opportunità di crescita convergenti per i fornitori di tecnologia dell’industria dei semiconduttori”. (Per gentile concessione: Queensgate)

Presumibilmente l’industria della tecnologia quantistica è anche un motore di crescita per le aziende di semiconduttori?

Corretto. I progressi nel rilevamento quantistico, nelle reti quantistiche e nell’informatica quantistica promettono di produrre tecnologie e applicazioni rivoluzionarie, con aree significative di ricerca e sviluppo sui materiali e sviluppo di dispositivi che dipendono dai tradizionali processi di fabbricazione dei semiconduttori. Le cose si stanno muovendo rapidamente, con le aziende dell’emergente catena di fornitura quantistica che sperano di passare il prima possibile dal laboratorio di ricerca e sviluppo verso applicazioni commerciali sostenibili.

In che modo Prior Scientific e Queensgate rimangono all'avanguardia quando si tratta di innovazione di prodotto?

Lavoriamo a stretto contatto con la comunità di ricerca per accelerare la nostra innovazione tecnologica interna. Un caso di studio notevole a questo proposito è il nostro collaborazione continuativa in ambito ricerca e sviluppo con la Laboratorio fisico nazionale (NPL), l'Istituto nazionale di misurazione del Regno Unito. Con finanziamento da Analisi per Innovatori (A4I) – un programma gestito da innovare UK, l'agenzia per l'innovazione del Regno Unito – abbiamo recentemente intrapreso un'"immersione profonda" nella natura e nella portata degli errori di movimento parassiti (fuori asse) nelle fasi di nanoposizionamento multiasse di Queensgate. Lavorando con gli scienziati dell'NPL, questa indagine granulare ha prodotto una metodologia pratica di correzione e calibrazione per rafforzare la garanzia di qualità end-to-end in tutto il portafoglio Queensgate di stadi di nanoposizionamento piezo-guidati (oltre a tecnologie abilitanti come attuatori piezoelettrici, sensori capacitivi, elettronica di controllo e software).

Come si presenta la roadmap di sviluppo del vostro portafoglio di prodotti di posizionamento nel 2024?

A breve termine, lanceremo i nostri nuovi posizionatori ad alto carico – per manovrare l'intera testa ottica in un sistema di metrologia di superficie senza contatto – oltre ad aggiungere funzionalità multiasse alla nostra gamma di stadi di posizionamento del campione per wafer da 300 mm (con capacità di carico per supportare mandrini per wafer pesanti). Sempre in fase di sviluppo del prototipo, e il suo rilascio commerciale completo è previsto entro la fine dell'anno, è presente uno stadio campione di punta/inclinazione dell'asse Z per l'elaborazione avanzata di wafer di silicio. Il punto fondamentale: lavorando insieme, Prior Scientific e Queensgate possono soddisfare tutti i vostri requisiti di posizionamento per la misurazione e l'ispezione di superfici 3D.

Tecnologie e sottosistemi abilitanti per la misurazione di superfici 3D

Dai microscopi di ricerca ai sistemi automatizzati di imaging delle superfici, Prior Scientific fornisce stadi di posizionamento motorizzati, caricatori robotizzati, soluzioni di illuminazione e altri sottosistemi fondamentali per supportare i requisiti metrologici della ricerca e sviluppo e della produzione avanzata di semiconduttori.

L'H105F di Prior, ad esempio, è un stadio con motore passo-passo XY motorizzato (corsa 154 x 154 mm) che può ospitare campioni di grandi dimensioni tra cui wafer semiconduttori, fotomaschere e circuiti stampati. Parte della stessa famiglia di prodotti, l'H112 offre una corsa massima di 302 x 302 mm per ospitare wafer da 300 mm (garantendo al contempo la compatibilità con molti caricatori di wafer con bracci robotizzati).

Parallelamente, Prior produce una gamma di gruppi portaobiettivi motorizzati e manuali da integrare in sistemi ottici personalizzati nuovi o esistenti. I portaobiettivi spaziano da un ingrandimento fisso a obiettivo singolo per applicazioni OEM a un portaobiettivi motorizzato a sei posizioni per applicazioni di scansione automatizzata che richiedono obiettivi multipli.

In linea con l'offerta di prodotti Prior Scientific, la consociata Queensgate produce stadi piezoelettrici ad alta velocità e precisione e sensori capacitivi con basse risoluzioni picometriche per sistemi di nanoposizionamento utilizzati nell'ispezione di wafer e maschere di semiconduttori.

Il WP-Z-120A sistema di posizionamento dei wafer è un caso emblematico. Progettato per applicazioni ad alta produttività, lo stadio combina tempi di risposta in millisecondi con movimento privo di attrito su un intervallo a circuito chiuso di 120 µm. Il prodotto può gestire wafer da 300 mm e mandrini per wafer fino a 8 kg.

Altri sottosistemi principali nel portafoglio Queensgate includono OP400 e OP800 scanner con obiettivi piezoelettrici – offrono rispettivamente fino a 400 e 800 µm di corsa, con sensori capacitivi che forniscono risoluzione di posizionamento e ripetibilità inferiori al nm. Nel frattempo, le opzioni OEM sono ora disponibili per una famiglia di Posizionatori Z “ad alto carico”. per posizionare l'intero sistema ottico in un sistema di metrologia di superficie 3D (e compatibile con carichi fino a 15 kg e corse fino a 300 µm).

Timestamp:

Di più da Mondo della fisica