半导体计量：定位是关键 – 物理世界

半导体计量：定位是关键 – 物理世界

时间戳：19年2024月9日上午12:XNUMX

专业定位子系统为半导体行业提供 3D 表面测量和检测解决方案的核心构建模块

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质量保证 Prior Scientific 和 Queensgate 的平台技术已融入 OEM 光学检测系统，用于整个半导体供应链的研发和批量制造应用。 （由皇后门提供）

姐妹公司 先前的科学 和 昆斯盖特 提供多样化的使能技术组合，以满足半导体制造和应用研发中使用的 3D 光学计量系统的高速、高精度定位要求。 物理世界 与 Queensgate 产品经理 Craig Goodman 讨论了半导体供应链中的新兴技术和商业机会。

为什么非接触表面计量在半导体制造中至关重要？

随着半导体行业从 8 英寸晶圆过渡到 12 英寸（300 毫米）晶圆以及这些晶圆上更小的特征（低至 5 纳米或左右），对这些纳米级特征的光学检测（可靠、可重复且高速和高精度）变得越来越重要。变得更加重要。简而言之，3D 光学计量是必备的，需要能够评估单个 300 mm 晶圆上数十万个微电子器件的自动表面检测系统。这就是我们的定位平台发挥作用的地方：我们制造的压电纳米定位子系统和电容传感器的真正“最佳位置”。

您在半导体行业中的潜在客户群是什么样的？

Prior Scientific 和 Queensgate 的目标是仪器 OEM 制造商，他们将把我们的一系列支持技术集成到下一代非接触式光学计量系统中，以进行 3D 表面轮廓分析和检测。在创新链的上游，我们还向在应用研发环境中工作的半导体科学家和工程师出售一系列定位系统。

您的定位产品如何使半导体制造商受益？

一旦纳入 OEM 光学检测系统，我们的产品将用于支持半导体研发实验室内的材料和设备级原型开发。在批量制造环境中，这些相同的表面计量系统对于质量保证和质量控制至关重要，可以在晶圆级消除器件缺陷和故障，即在将这些器件并入封装电子元件之前。回报是显而易见的：通过在测试周期的早期识别缺陷，半导体制造商可以避免将这些有缺陷的器件构建到完整的封装中，并在电气测试期间在生产线的下游发现这些缺陷。

从战略上讲，为什么 Prior Scientific 和 Queensgate 现在如此重视半导体市场？

半导体行业的技术供应商面临着融合的增长机会。从总体上看，半导体安全问题与新冠病毒大流行期间的区域芯片短缺有关。作为回应，美国、欧洲和英国的政策制定者正在积极采取行动，扩大国内半导体生产能力。随着批量制造转向 300 mm 半导体晶圆，仪器 OEM 必须相应地重新设计其光学计量系统，同时存在一个并行的技术驱动因素。作为标准，半导体行业想要的是高通量、可扩展和自动化的光学检测系统，以提高工作流程效率和产品质量。

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克雷格·古德曼 “半导体行业的技术供应商面临着融合的增长机会。” （由皇后门提供）

想必量子技术产业也是半导体公司增长的驱动力吧？

正确的。量子传感、量子网络和量子计算的进步有望带来改变游戏规则的技术和应用，其中材料研发和设备开发的重要领域依赖于传统的半导体制造工艺。事情进展很快，新兴量子供应链上的公司希望尽快从研发实验室发展到可持续的商业应用。

Prior Scientific 和 Queensgate 如何在产品创新方面保持领先地位？

我们与研究界密切合作，快速推进我们的内部技术创新。在这方面的一个值得注意的案例研究是我们的 持续的研发合作 与 国家物理实验室 (NPL)，英国国家测量研究所。资金来自 创新者分析 (A4I) – 由以下人员运行的程序 英国创新英国创新机构 – 我们最近对 Queensgate 多轴纳米定位台中寄生（离轴）运动误差的性质和程度进行了“深入研究”。与 NPL 科学家合作，这项精细的研究产生了一种实用的校正和校准方法，以加强 Queensgate 压电驱动纳米定位台产品组合的端到端质量保证（以及压电执行器、电容传感器、控制电子设备等支持技术）和软件）。

您的 2024 年定位产品组合的发展路线图是什么样的？

近期，我们将推出新的高负载定位器，用于在非接触式表面计量系统中操纵整个光学头，并为我们用于 300 mm 晶圆（带负载能力以支持重型晶圆卡盘）。用于先进硅晶圆加工的 Z 轴倾斜/倾斜样品台也处于原型开发阶段，将于今年晚些时候全面商业发布。关键要点：Prior Scientific 和 Queensgate 携手合作，可以满足您对 3D 表面测量和检测的所有定位要求。

3D 表面测量的支持技术和子系统

从研究显微镜到自动表面成像系统，Prior Scientific 提供电动定位平台、机器人装载机、照明解决方案和其他核心子系统，以支持先进半导体研发和制造的计量要求。

例如，Prior 的 H105F 是 电动 XY 步进电机平台 （行程 154 x 154 毫米）可容纳大型样品，包括半导体晶圆、光掩模和印刷电路板。作为同一产品系列的一部分，H112 提供 302 x 302 毫米的最大行程范围，可容纳 300 毫米晶圆（同时确保与许多机械臂晶圆装载机兼容）。

同时，Prior 产生一系列 电动和手动物镜转换器组件 集成到新的或现有的定制光学系统中。物镜转换器范围从用于 OEM 应用的单物镜固定放大倍率到用于需要多个物镜的自动扫描应用的六位电动物镜转换器。

与 Prior Scientific 产品系列相吻合，姊妹公司 Queensgate 生产高速、高精度压电平台和具有低皮米分辨率的电容式传感器，用于半导体晶圆和掩模检测中使用的纳米定位系统。

WP-Z-120A 晶圆定位系统 就是一个很好的例子。该平台专为高通量应用而设计，将毫秒响应时间与 120 µm 闭环范围内的无摩擦运动结合在一起。该产品可处理 300 毫米晶圆和重达 8 公斤的晶圆卡盘。

Queensgate 产品组合中的其他核心子系统包括 OP400 和 OP800 压电物镜扫描仪 – 分别提供高达 400 和 800 µm 的行程，电容式传感器提供亚纳米定位分辨率和可重复性。同时，OEM 选项现在可用于一系列 “高负载”Z 定位器 用于在 3D 表面计量装置中定位整个光学系统（并兼容高达 15 kg 的负载和高达 300 µm 的行程范围）。

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