Metrologia półprzewodników: pozycjonowanie jest kluczowe – Świat Fizyki

Metrologia półprzewodników: pozycjonowanie jest kluczowe – Świat Fizyki

Znacznik czasu: 19 lutego 2024 r. 9:12

Specjalistyczne podsystemy pozycjonowania stanowią podstawowe elementy składowe rozwiązań do pomiaru i kontroli powierzchni 3D dla przemysłu półprzewodników

<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="Zapewnienie jakości Technologie platformowe firm Prior Scientific i Queensgate są włączane do systemów kontroli optycznej OEM na potrzeby badań i rozwoju oraz zastosowań związanych z produkcją masową w całym łańcuchu dostaw półprzewodników. (Dzięki uprzejmości: Queensgate)”> Interferometr Queensgate
Zapewnienie jakości Technologie platformowe firm Prior Scientific i Queensgate są włączane do systemów kontroli optycznej OEM na potrzeby badań i rozwoju oraz zastosowań związanych z produkcją masową w całym łańcuchu dostaw półprzewodników. (Dzięki uprzejmości: Queensgate)

Spółki siostrzane Wcześniejszy naukowy i Queensgate oferują zróżnicowane portfolio technologii wspomagających, które stanowią podstawę wymagań dotyczących szybkiego i precyzyjnego pozycjonowania systemów metrologii optycznej 3D stosowanych w produkcji półprzewodników oraz stosowanych badaniach i rozwoju. Świat Fizyki rozmawiał z menedżerem produktu Queensgate, Craigiem Goodmanem, o pojawiających się technologiach i możliwościach komercyjnych w łańcuchu dostaw półprzewodników.

Dlaczego bezkontaktowa metrologia powierzchni ma kluczowe znaczenie w produkcji półprzewodników?

W miarę jak przemysł półprzewodników przechodzi z płytek o średnicy 8 cali na 12 cali (300 mm) i mniejszych elementów na tych płytkach (do 5 nm lub mniej więcej), kontrola optyczna tych elementów w nanoskali – niezawodna, powtarzalna, charakteryzująca się dużą szybkością i dużą precyzją – staje się coraz bardziej coraz ważniejsze. Mówiąc prościej, metrologia optyczna 3D jest koniecznością, ponieważ wymagane są zautomatyzowane systemy kontroli powierzchni zdolne do oceny setek tysięcy urządzeń mikroelektronicznych na pojedynczej płytce o średnicy 300 mm. Tutaj właśnie sprawdzają się nasze etapy pozycjonowania: prawdziwy „idealny punkt” dla produkowanych przez nas piezoelektrycznych podsystemów nanopozycjonowania i czujników pojemnościowych.

Jak wygląda Twoja baza adresowalnych klientów w branży półprzewodników?

W Prior Scientific i Queensgate koncentrujemy się na producentach OEM oprzyrządowania, którzy zintegrują naszą gamę technologii wspomagających z następną generacją bezkontaktowych systemów metrologii optycznej do profilowania i kontroli powierzchni 3D. Na wyższym szczeblu łańcucha innowacji sprzedajemy również szeroką gamę systemów pozycjonowania naukowcom i inżynierom zajmującym się półprzewodnikami pracującymi w stosowanych obszarach badań i rozwoju.

W jaki sposób Twoje produkty do pozycjonowania przynoszą korzyści producentom półprzewodników?

Po włączeniu do systemów kontroli optycznej OEM nasze produkty służą do wspierania opracowywania prototypów materiałów i urządzeń na poziomie laboratoriów badawczo-rozwojowych zajmujących się półprzewodnikami. W środowisku produkcji masowej te same systemy metrologii powierzchni mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia i kontroli jakości, eliminując defekty i awarie urządzeń na poziomie płytek, tj. zanim urządzenia zostaną włączone do zapakowanych komponentów elektronicznych. Korzyści są oczywiste: identyfikując defekty na wczesnym etapie cyklu testowania, producenci półprzewodników unikają wbudowania wadliwych urządzeń w kompletny pakiet i wykrycia ich w dalszej części linii produkcyjnej podczas testów elektrycznych.

Ze strategicznego punktu widzenia, dlaczego Prior Scientific i Queensgate kładą obecnie tak duży nacisk na rynek półprzewodników?

Przed dostawcami technologii dla przemysłu półprzewodników otwierają się różnorodne możliwości wzrostu. Najważniejszym tematem jest kwestia bezpieczeństwa półprzewodników powiązana z regionalnymi niedoborami chipów podczas pandemii Covid-300. W odpowiedzi decydenci w USA, Europie i Wielkiej Brytanii aktywnie działają na rzecz zwiększenia krajowego potencjału produkcji półprzewodników. Istnieje równoległy czynnik technologiczny, ponieważ produkcja masowa przechodzi na płytki półprzewodnikowe o średnicy XNUMX mm, a producenci OEM oprzyrządowania muszą odpowiednio przeprojektować swoje systemy metrologii optycznej. Przemysł półprzewodników oczekuje w standardzie wysokoprzepustowych, skalowalnych i zautomatyzowanych systemów kontroli optycznej, które poprawią efektywność przepływu pracy i jakość produktu.

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/web-Craig.jpg" data-caption="Craiga Goodmana „Przed dostawcami technologii dla przemysłu półprzewodników otwierają się różnorodne możliwości wzrostu”. (Dzięki uprzejmości: Queensgate)” title=”Kliknij, aby otworzyć obraz w wyskakującym okienku” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/web-Craig.jpg”>Craiga Goodmana
Craiga Goodmana „Przed dostawcami technologii dla przemysłu półprzewodników otwierają się różnorodne możliwości wzrostu”. (Dzięki uprzejmości: Queensgate)

Prawdopodobnie branża technologii kwantowej jest również motorem wzrostu firm produkujących półprzewodniki?

Prawidłowy. Postępy w wykrywaniu kwantowym, sieciach kwantowych i obliczeniach kwantowych obiecują dostarczyć rewolucyjne technologie i zastosowania, przy czym znaczne obszary badań i rozwoju materiałów oraz rozwój urządzeń opierają się na tradycyjnych procesach wytwarzania półprzewodników. Sprawy toczą się szybko, a firmy w powstającym kwantowym łańcuchu dostaw mają nadzieję raczej wcześniej niż później przejść od laboratorium badawczo-rozwojowego do zrównoważonych zastosowań komercyjnych.

W jaki sposób Prior Scientific i Queensgate wyprzedzają konkurencję, jeśli chodzi o innowacje produktowe?

Ściśle współpracujemy ze społecznością naukową, aby przyspieszyć wdrażanie naszych wewnętrznych innowacji technologicznych. Godnym uwagi studium przypadku w tym zakresie jest nasze bieżąca współpraca badawczo-rozwojowa z Narodowe Laboratorium Fizyczne (NPL), brytyjski Narodowy Instytut Pomiarów. Z dofinansowaniem od Analiza dla innowatorów (A4I) – program prowadzony przez Innowacje w Wielkiej Brytanii, brytyjska agencja innowacji – niedawno „dogłębnie” zbadaliśmy naturę i zakres pasożytniczych błędów ruchu (poza osią) w wieloosiowych etapach nanopozycjonowania w Queensgate. We współpracy z naukowcami z NPL to szczegółowe badanie zaowocowało praktyczną metodologią korekcji i kalibracji, aby wzmocnić kompleksowe zapewnienie jakości w całym portfolio piezoelektrycznych stopni nanopozycjonowania napędzanych przez Queensgate (a także technologii wspomagających, takich jak siłowniki piezoelektryczne, czujniki pojemnościowe, elektronika sterująca i oprogramowanie).

Jak wygląda plan rozwoju Państwa portfolio produktów pozycjonujących w roku 2024?

W najbliższej przyszłości wprowadzimy na rynek nasze nowe pozycjonery o dużym obciążeniu – do manewrowania całą głowicą optyczną w bezkontaktowym systemie metrologii powierzchni – a także dodamy możliwość obsługi wielu osi do naszej gamy stopni pozycjonowania próbek dla płytek o średnicy 300 mm (z nośność pozwalająca na obsługę ciężkich uchwytów do płytek). W fazie opracowywania prototypu, a jego pełna wersja komercyjna ma zostać udostępniona jeszcze w tym roku, znajduje się próbny stolik przechylający w osi Z do zaawansowanego przetwarzania płytek krzemowych. Kluczowy wniosek: współpracując, Prior Scientific i Queensgate mogą spełnić wszystkie Twoje wymagania dotyczące pozycjonowania w zakresie pomiarów i kontroli powierzchni 3D.

Wdrożenie technologii i podsystemów do pomiarów powierzchni 3D

Od mikroskopów badawczych po zautomatyzowane systemy obrazowania powierzchni, Prior Scientific zapewnia zmotoryzowane etapy pozycjonowania, zrobotyzowane ładowarki, rozwiązania oświetleniowe i inne podstawowe podsystemy, aby sprostać wymaganiom metrologicznym zaawansowanych badań i rozwoju półprzewodników oraz produkcji.

Na przykład Prior H105F to: zmotoryzowany stopień silnika krokowego XY (skok 154 x 154 mm), który może pomieścić duże próbki, w tym płytki półprzewodnikowe, fotomaski i płytki drukowane. Należący do tej samej rodziny produktów model H112 zapewnia maksymalny zakres przesuwu wynoszący 302 x 302 mm, co pozwala na umieszczenie płytek o średnicy 300 mm (przy jednoczesnym zapewnieniu kompatybilności z wieloma ładowarkami płytek wyposażonymi w ramię robota).

Równolegle Prior produkuje szeroką gamę zmotoryzowane i ręczne zespoły obiektywów do integracji z nowymi lub istniejącymi niestandardowymi systemami optycznymi. Oferta końcówek obejmuje noski o stałym powiększeniu z jednym obiektywem do zastosowań OEM, a także noski z sześcioma pozycjami z napędem silnikowym do zastosowań zautomatyzowanego skanowania wymagających wielu obiektywów.

Dostosowując się do oferty produktów Prior Scientific, siostrzana firma Queensgate produkuje szybkie, precyzyjne stopnie piezoelektryczne i czujniki pojemnościowe o niskiej rozdzielczości pikometrów do systemów nanopozycjonowania stosowanych w kontroli płytek półprzewodnikowych i masek.

WP-Z-120A system pozycjonowania płytek jest tego przykładem. Zaprojektowany do zastosowań o dużej przepustowości, stolik łączy w sobie czas reakcji wynoszący milisekundy z ruchem pozbawionym tarcia w zakresie pętli zamkniętej 120 µm. Produkt może obsługiwać wafle o średnicy 300 mm i uchwyty do wafli o masie do 8 kg.

Inne podstawowe podsystemy w ofercie Queensgate obejmują OP400 i OP800 skanery obiektywów piezoelektrycznych – oferujące odpowiednio do 400 i 800 µm skoku, z czujnikami pojemnościowymi zapewniającymi rozdzielczość pozycjonowania i powtarzalność poniżej nm. Tymczasem opcje OEM są teraz dostępne dla rodziny Pozycjonery Z „wysokiego obciążenia”. do pozycjonowania całego układu optycznego w konfiguracji metrologii powierzchni 3D (i kompatybilny z obciążeniami do 15 kg i zakresami przesuwu do 300 µm).

Znak czasu:

Więcej z Świat Fizyki