半導体計測: 位置決めが重要 – Physics World

半導体計測: 位置決めが重要 – Physics World

タイムスタンプ: 19 年 2024 月 9 日 12:XNUMX AM

専門の位置決めサブシステムは、半導体業界向けの 3D 表面測定および検査ソリューションの中核となる構成要素を提供します

<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="品質保証 Prior Scientific と Queensgate のプラットフォーム テクノロジーは、半導体サプライ チェーン全体にわたる研究開発および量産アプリケーション向けの OEM 光学検査システムに組み込まれています。 （提供：クイーンズゲート）”> クイーンズゲート干渉計
品質保証 Prior Scientific と Queensgate のプラットフォーム テクノロジーは、半導体サプライ チェーン全体にわたる研究開発および量産アプリケーション向けの OEM 光学検査システムに組み込まれています。 （提供：クイーンズゲート）

姉妹会社 以前の科学的 および クイーンズゲート は、半導体製造および応用研究開発で使用される 3D 光学計測システムの高速、高精度の位置決め要件を支えるテクノロジーの多様なポートフォリオを提供します。 物理学の世界 クイーンズゲートのプロダクトマネージャー、クレイグ・グッドマン氏に半導体サプライチェーン内の新興技術と商業機会について語った。

半導体製造において非接触表面計測が重要なのはなぜですか?

半導体業界が 8 インチから 12 インチ (300 mm) ウェーハ、およびそれらのウェーハ上のより小さなフィーチャ (最小 5 nm 程度まで) に移行するにつれて、これらのナノスケール フィーチャの光学検査 (信頼性、再現性、および高速かつ高精度) が重要になります。ますます重要です。簡単に言うと、3D 光学計測は必須であり、300 枚の XNUMX mm ウェーハ上で数十万個のマイクロ電子デバイスを評価できる自動表面検査システムが必要です。これは、当社の位置決めステージが本領を発揮する場所であり、当社が製造する圧電ナノ位置決めサブシステムおよび容量性センサーにとっての真の「スイート スポット」です。

半導体業界における対応可能な顧客ベースはどのようなものですか?

Prior Scientific と Queensgate では、当社の一連の実現技術を 3D 表面プロファイリングおよび検査用の次世代の非接触光学計測システムに統合する計測器 OEM メーカーをターゲットにしています。イノベーション チェーンの上流では、応用研究開発現場で働く半導体科学者やエンジニアにさまざまな測位システムも販売しています。

貴社のポジショニング製品は半導体メーカーにどのようなメリットをもたらしますか?

当社の製品は、OEM 光学検査システムに組み込まれると、半導体研究開発ラボ内での材料およびデバイスレベルのプロトタイプ開発をサポートするために使用されます。量産製造環境では、これらの同じ表面計測システムが品質保証と品質管理に不可欠であり、ウェーハレベル、つまりデバイスがパッケージ化された電子部品に組み込まれる前にデバイスの欠陥や障害を排除します。その見返りは明らかです。テストサイクルの早い段階で欠陥を特定することで、半導体メーカーは、それらの欠陥デバイスが完全なパッケージに組み込まれ、電気テスト中に生産ラインのさらに下流で発見されることを回避できます。

戦略的に見て、Prior Scientific と Queensgate はなぜ今、半導体市場にこれほど重点を置いているのでしょうか?

半導体業界へのテクノロジーサプライヤーには、集中的な成長の機会が開かれています。見出しレベルでは、新型コロナウイルスのパンデミックによる地域的なチップ不足に関連した半導体のセキュリティの問題があります。これに対応して、米国、欧州、英国の政策立案者は国内の半導体生産能力を拡大するために積極的に動いている。量産が 300 mm 半導体ウェーハに移行するにつれて、並行してテクノロジーの推進力があり、計測機器 OEM はそれに応じて光学計測システムを再設計する必要があります。半導体業界が標準として求めているのは、ワークフローの効率と製品品質を向上させる、高スループットでスケーラブルな自動光学検査システムです。

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クレイグ・グッドマン 「半導体業界へのテクノロジーサプライヤーには、成長の機会が集中して開かれています。」 （提供：クイーンズゲート）

おそらく、量子テクノロジー産業も半導体企業の成長の原動力となっているのではないでしょうか?

正しい。量子センシング、量子ネットワーキング、量子コンピューティングの進歩は、材料研究開発やデバイス開発の重要な領域が従来の半導体製造プロセスに依存しており、革新的な技術やアプリケーションを生み出すことが期待されています。事態は急速に進んでおり、新興量子サプライチェーン全体の企業は、研究開発ラボから持続可能な商用アプリケーションに向けて、遅かれ早かれ前進することを望んでいます。

製品イノベーションに関して、Prior Scientific と Queensgate はどのようにして時代の先を行くのでしょうか?

私たちは研究コミュニティと緊密に連携して、社内の技術革新を迅速に進めます。この点に関する注目すべきケーススタディは、 継続的な研究開発協力 国立物理研究所 (NPL)、英国国立測定機関。からの資金提供により、 イノベーターのための分析 (A4I) – によって実行されるプログラム 英国を革新する、英国のイノベーション庁 – 私たちは最近、クイーンズゲートの多軸ナノ位置決めステージにおける寄生（軸外）動作エラーの性質と範囲の「詳細な調査」に着手しました。 NPLの科学者と協力したこの詳細な調査により、ピエゾ駆動ナノ位置決めステージのクイーンズゲートポートフォリオ全体でエンドツーエンドの品質保証を強化するための実用的な補正および校正方法論が得られました（また、ピエゾアクチュエータ、容量性センサー、制御エレクトロニクスなどの実現技術も提供します）。およびソフトウェア）。

2024 年のポジショニング製品のポートフォリオの開発ロードマップはどのようなものになりますか?

近い将来、当社は、非接触表面計測システムの光学ヘッド全体を操作するための新しい高負荷ポジショナを発売するとともに、300 mm ウェーハ用のサンプル位置決めステージのラインナップに多軸機能を追加する予定です（重いウェーハチャックをサポートする耐荷重)。また、高度なシリコンウェーハ処理用の Z 軸チップ/チルトサンプルステージもプロトタイプ開発中であり、今年後半に完全な商業リリースが予定されています。重要なポイントは、Prior Scientific と Queensgate が連携することで、3D 表面測定と検査の位置決め要件をすべてカバーできるということです。

3D 表面測定のテクノロジーとサブシステムを実現

研究用顕微鏡から自動表面イメージング システムに至るまで、Prior Scientific は電動位置決めステージ、ロボット ローダー、照明ソリューション、その他のコア サブシステムを提供して、高度な半導体の研究開発と製造の計測要件をサポートします。

たとえば、Prior の H105F は、 電動XYステッピングモーターステージ (移動距離 154 x 154 mm) で、半導体ウェハ、フォトマスク、プリント基板などの大きなサンプルを収容できます。同じ製品ファミリーの一部である H112 は、302 mm ウエハに対応するために 302 x 300 mm の最大移動範囲を提供します (多くのロボット アーム ウエハ ローダとの互換性を確保しながら)。

並行して、Prior はさまざまな機能を生成します。 電動および手動対物レンズアセンブリ 新規または既存のカスタム光学システムに統合します。レボルバーは、OEM アプリケーション向けの単一対物レンズ固定倍率から、複数の対物レンズを必要とする自動スキャン アプリケーション向けの 6 ポジション電動ノーズピースまで多岐にわたります。

姉妹会社の Queensgate は、Prior Scientific の製品と連携して、半導体ウェーハやマスクの検査に使用されるナノポジショニング システム向けに、ピコメートルの分解能が低い高速、高精度のピエゾ ステージと容量性センサーを製造しています。

WP-Z-120A ウェーハ位置決めシステム がその好例です。このステージは高スループットのアプリケーション向けに設計されており、ミリ秒の応答時間と 120 µm の閉ループ範囲にわたる摩擦のない動作を組み合わせています。この製品は、300 mm のウェーハおよび最大 8 kg のウェーハ チャックを取り扱うことができます。

Queensgate ポートフォリオの他のコア サブシステムには、OP400 および OP800 が含まれます。 ピエゾ対物スキャナー – それぞれ最大 400 µm と 800 µm の移動量を実現し、静電容量センサーによりサブ nm の位置決め分解能と再現性を実現します。一方、OEM オプションは現在、次の製品ファミリー向けに提供されています。 「高負荷」Z ポジショナ 3D 表面計測セットアップにおける光学システム全体の位置決めに使用します (最大 15 kg の荷重と最大 300 µm の移動範囲に対応)。

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