Halfgeleidermetrologie: positionering is de sleutel – Physics World

Halfgeleidermetrologie: positionering is de sleutel – Physics World

Tijdstempel: 19 februari 2024 9:12 uur

Gespecialiseerde positioneringssubsystemen bieden kernbouwstenen in 3D-oppervlaktemeting- en inspectieoplossingen voor de halfgeleiderindustrie

<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="Kwaliteitsverzekering Platformtechnologieën van Prior Scientific en Queensgate worden geïntegreerd in OEM optische inspectiesystemen voor R&D- en volumeproductietoepassingen in de toeleveringsketen van halfgeleiders. (Met dank aan Queensgate)”> Queensgate-interferometer
Kwaliteitsverzekering Platformtechnologieën van Prior Scientific en Queensgate worden geïntegreerd in OEM optische inspectiesystemen voor R&D- en volumeproductietoepassingen in de toeleveringsketen van halfgeleiders. (Met dank aan Queensgate)

Zuster bedrijven Voorafgaand wetenschappelijk en Koninginspoort bieden een gediversifieerd portfolio van ontsluitende technologieën ter ondersteuning van de hogesnelheids- en uiterst nauwkeurige positioneringsvereisten van 3D optische metrologiesystemen die worden gebruikt in de productie van halfgeleiders en toegepaste R&D. Natuurkunde wereld sprak met Queensgate-productmanager Craig Goodman over opkomende technologie en commerciële kansen binnen de toeleveringsketen van halfgeleiders.

Waarom is contactloze oppervlaktemetrologie van cruciaal belang bij de productie van halfgeleiders?

Terwijl de halfgeleiderindustrie overstapt van 8 inch naar 12 inch (300 mm) wafers en kleinere kenmerken op die wafers (tot 5 nm of daaromtrent), wordt optische inspectie van deze kenmerken op nanoschaal – betrouwbaar, herhaalbaar en met hoge snelheid en hoge precisie – steeds belangrijker. steeds belangrijker. Simpel gezegd is 3D optische metrologie een must-have, met de behoefte aan geautomatiseerde oppervlakte-inspectiesystemen die honderdduizenden micro-elektronische apparaten op één enkele wafer van 300 mm kunnen evalueren. Dit is waar onze positioneringsfasen tot hun recht komen: een echte ‘sweet spot’ voor de piëzo-elektrische nanopositioneringssubsystemen en capacitieve sensoren die we produceren.

Hoe ziet uw adresseerbare klantenbestand eruit in de halfgeleiderindustrie?

Bij Prior Scientific en Queensgate richten we ons op OEM-fabrikanten van instrumentatie die ons scala aan ontsluitende technologieën zullen integreren in de volgende generatie contactloze optische metrologiesystemen voor 3D-oppervlakteprofilering en -inspectie. Stroomopwaarts in de innovatieketen verkopen we ook een reeks positioneringssystemen aan halfgeleiderwetenschappers en -ingenieurs die werkzaam zijn in toegepaste R&D-omgevingen.

Hoe profiteren halfgeleiderfabrikanten van uw positioneringsproducten?

Eenmaal opgenomen in optische OEM-inspectiesystemen, worden onze producten gebruikt ter ondersteuning van de ontwikkeling van materialen en prototypen op apparaatniveau in R&D-laboratoria voor halfgeleiders. In de volumeproductieomgeving zijn diezelfde oppervlaktemetrologiesystemen van cruciaal belang voor kwaliteitsborging en kwaliteitscontrole, waarbij defecten en storingen aan apparaten op waferniveau worden geëlimineerd, dat wil zeggen voordat deze apparaten in verpakte elektronische componenten worden opgenomen. De terugverdientijd is duidelijk: door defecten vroeg in de testcyclus te identificeren, voorkomen halfgeleiderfabrikanten dat defecte apparaten in een compleet pakket worden ingebouwd en verderop in de productielijn tijdens elektrische tests worden ontdekt.

Waarom leggen Prior Scientific en Queensgate, strategisch gezien, momenteel zoveel nadruk op de halfgeleidermarkt?

Er ontstaan ​​convergerende groeimogelijkheden voor technologieleveranciers aan de halfgeleiderindustrie. Op hoofdlijnen is er de kwestie van de beveiliging van halfgeleiders die verband houdt met regionale chiptekorten tijdens de COVID-pandemie. Als reactie daarop ondernemen Amerikaanse, Europese en Britse beleidsmakers proactief actie om de binnenlandse capaciteit op het gebied van de halfgeleiderproductie op te schalen. Er is sprake van een parallelle technologische drijfveer nu de volumeproductie overgaat op halfgeleiderwafels van 300 mm, waarbij OEM's van instrumentatie hun optische metrologiesystemen dienovereenkomstig opnieuw moeten ontwerpen. Wat de halfgeleiderindustrie standaard wil, zijn schaalbare en geautomatiseerde optische inspectiesystemen met hoge doorvoer om de workflow-efficiëntie en productkwaliteit te verbeteren.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/web-Craig.jpg" data-caption="Craig Goedman “Er ontstaan ​​convergerende groeimogelijkheden voor technologieleveranciers aan de halfgeleiderindustrie.” (Met dank aan: Queensgate)” title=”Klik om afbeelding in pop-up te openen” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/web-Craig.jpg”>Craig Goedman
Craig Goedman “Er ontstaan ​​convergerende groeimogelijkheden voor technologieleveranciers aan de halfgeleiderindustrie.” (Met dank aan Queensgate)

Vermoedelijk is de kwantumtechnologie-industrie ook een groeimotor voor halfgeleiderbedrijven?

Juist. Vooruitgang op het gebied van kwantumdetectie, kwantumnetwerken en kwantumcomputers beloven baanbrekende technologieën en toepassingen op te leveren, waarbij aanzienlijke gebieden van materiaal-R&D en apparaatontwikkeling afhankelijk zijn van traditionele halfgeleiderfabricageprocessen. De zaken gaan snel, waarbij bedrijven in de opkomende kwantumtoeleveringsketen hopen vroeg of laat van het R&D-lab naar duurzame commerciële toepassingen te evolueren.

Hoe blijven Prior Scientific en Queensgate voorop als het gaat om productinnovatie?

We werken nauw samen met de onderzoeksgemeenschap om onze interne technologische innovatie te versnellen. Een opmerkelijke casestudy in dit verband is onze voortdurende R&D-samenwerking met de Nationaal fysiek laboratorium (NPL), het Britse National Measurement Institute. Met financiering van Analyse voor vernieuwers (A4I) - een programma gerund door Innovate UK, het Britse innovatiebureau – hebben we onlangs een “diepe duik” genomen in de aard en omvang van parasitaire (off-axis) bewegingsfouten in de meerassige nanopositioneringsfasen van Queensgate. In samenwerking met NPL-wetenschappers heeft dit gedetailleerde onderzoek een praktische correctie- en kalibratiemethodologie opgeleverd om de end-to-end kwaliteitsborging in het hele Queensgate-portfolio van piëzo-aangedreven nanopositioneringsfasen te versterken (evenals ondersteunende technologieën zoals piëzo-actuatoren, capacitieve sensoren, besturingselektronica en programmatuur).

Hoe ziet de ontwikkelingsroadmap eruit voor uw portfolio van positioneringsproducten in 2024?

Op korte termijn zullen we onze nieuwe positioneerders voor hoge belasting lanceren – voor het manoeuvreren van de volledige optische kop in een contactloos oppervlaktemetrologiesysteem – en zullen we meerassige mogelijkheden toevoegen aan ons assortiment monsterpositioneringstafels voor wafers van 300 mm (met draagvermogen ter ondersteuning van zware waferklauwplaten). Ook in de ontwikkeling van prototypen, en die later dit jaar volledig commercieel op de markt zullen komen, is een Z-as tip/tilt-monstertrap voor geavanceerde verwerking van siliciumwafels. Het belangrijkste: door samen te werken kunnen Prior Scientific en Queensgate al uw positioneringsvereisten voor 3D-oppervlaktemetingen en -inspectie dekken.

Technologieën en subsystemen mogelijk maken voor 3D-oppervlaktemetingen

Van onderzoeksmicroscopen tot geautomatiseerde systemen voor oppervlaktebeeldvorming: Prior Scientific biedt gemotoriseerde positioneringstafels, robotladers, verlichtingsoplossingen en andere kernsubsystemen ter ondersteuning van de metrologische vereisten van geavanceerde R&D en productie van halfgeleiders.

Prior's H105F is bijvoorbeeld een gemotoriseerde XY-stappenmotortrap (154 x 154 mm verplaatsing) die plaats biedt aan grote monsters, waaronder halfgeleiderwafels, fotomaskers en printplaten. De H112 maakt deel uit van dezelfde productfamilie en biedt een maximaal verplaatsingsbereik van 302 x 302 mm voor het opnemen van wafers van 300 mm (terwijl de compatibiliteit met veel waferladers met robotarm wordt gegarandeerd).

Tegelijkertijd produceert Prior een reeks gemotoriseerde en handmatige objectiefneusstukassemblages om te integreren in nieuwe of bestaande op maat gemaakte optische systemen. De neusstukken variëren van een vaste vergroting met één objectief voor OEM-toepassingen tot een gemotoriseerd neusstuk met zes standen voor geautomatiseerde scantoepassingen die meerdere doelstellingen vereisen.

In aansluiting op het productaanbod van Prior Scientific produceert zusterbedrijf Queensgate snelle, uiterst nauwkeurige piëzo-trappen en capacitieve sensoren met lage picometerresoluties voor nanopositioneringssystemen die worden gebruikt bij de inspectie van halfgeleiderwafels en maskers.

De WP-Z-120A wafer positionering systeem is een goed voorbeeld. Het podium is ontworpen voor toepassingen met hoge doorvoer en combineert responstijden van milliseconden met wrijvingsvrije beweging over een gesloten lusbereik van 120 µm. Het product kan wafers van 300 mm en waferklauwen tot 8 kg verwerken.

Andere kernsubsystemen in het Queensgate-portfolio zijn de OP400 en OP800 piëzo-objectiefscanners – biedt respectievelijk een verplaatsing tot 400 en 800 µm, met capacitieve sensoren die een positioneringsresolutie en herhaalbaarheid van sub-nm bieden. Ondertussen zijn er nu OEM-opties beschikbaar voor een gezin van “high-load” Z-verstellers voor het positioneren van het gehele optische systeem in een 3D-oppervlaktemetrologieopstelling (en compatibel met belastingen tot 15 kg en verplaatsingsbereiken tot 300 µm).

Tijdstempel:

Meer van Natuurkunde wereld