Rozwiązania pomiarowe NEXIV w przemyśle półprzewodników – Jak przemysł półprzewodników może skorzystać z automatycznej kontroli

Przemysł półprzewodników jest kluczowym filarem nowoczesnego krajobrazu technologicznego. Produkowane komponenty mają fundamentalne znaczenie dla działania komputerów, smartfonów, systemów samochodowych i urządzeń medycznych, a także dla niezliczonych innych zastosowań, ponieważ urządzenia elektroniczne są wykorzystywane we wszystkich nowoczesnych gałęziach przemysłu.

Z każdym etapem procesu wzrasta wartość dodana produktu, co wymusza konieczność przeprowadzania precyzyjnych pomiarów po każdym etapie. Wczesne wykrywanie najmniejszych odchyleń od nominalnych kształtów i wartości jest niezbędne, aby można było skorygować proces.

Systemy pomiaru wideo NEXIV firmy Nikon są używane po różnych etapach procesu do kontroli parametrów geometrycznych płytek. Znana na całym świecie optyka firmy Nikon w połączeniu z jej wysoce precyzyjnym stolikiem pomiarowym oferują idealne rozwiązanie zapewniające najdokładniejsze pomiary wymiarów z dokładnością do mikrometrów. Dostarczając obrazy o wysokiej rozdzielczości, precyzyjne pomiary wymiarów i zautomatyzowaną kontrolę jakości, systemy te zwiększają dokładność, wydajność i niezawodność produkcji półprzewodników. System NEXIV jest dostępny w różnych rozmiarach stolików i z głowicami optycznymi regulowanymi zgodnie z wymaganiami klienta. Elastyczne oświetlenie i zoom optyczny gwarantują szybki, dokładny i niezawodny system do pomiaru szerokości linii z dokładnością do submikrometrów.

Wymiar krytyczny (CD):

System NEXIV idealnie nadaje się do kontroli pomiarów CD różnych typów i rozmiarów struktur w całym waflu. Przyjazna dla użytkownika funkcja wykrywania krawędzi pozwala użytkownikowi łatwo tworzyć programy pomiarowe, które uruchamiają się automatycznie i generują wysoce powtarzalne i dokładne wyniki pomiarów, bez uszkadzania wrażliwych struktur. Liczba i położenie pomiarów są swobodnie regulowane, a dzięki szybkiemu autofokusowi system NEXIV koryguje różnice wysokości w całym waflu i próbkach, zapewniając ostry obraz, który jest podstawą precyzyjnych pomiarów.

Struktury CD mogą mieć dowolną formę dwuwymiarową, ponieważ oprogramowanie NEXIV oblicza niezbędne rozmiary i kształty, nie ograniczając się do prostych pomiarów punkt-punkt. Dzięki 120-krotnemu zoomowi optycznemu można precyzyjnie zmierzyć szerokość linii 0,8 µm z wysoką powtarzalnością. Użytkownik może swobodnie dostosowywać liczbę pozycji pomiarowych, a także programować je, tworząc mapy płytek.

Przykłady pomiarów struktur CD mierzonych systemami NEXIV

Przykład pomiaru CD  o szerokości linii 3,5 µm

Nakładanie:

Ponieważ znaczniki nałożone mogą przybierać różne kształty, takie jak struktury typu „pudełko w pudełku”, „pręt w pręcie” czy „krzyż w pudełku”, elastyczne wykrywanie krawędzi i możliwość pomiaru różnych struktur dwuwymiarowych pozwalają NEXIV na precyzyjny pomiar wszelkiego rodzaju znaczników nałożonych. Nawet jeśli znaczniki nałożone znajdują się na różnych wysokościach, światowej sławy optyka i możliwość precyzyjnego autofokusowania gwarantują pomiar potrzebnych struktur.

Szkicowe przykłady znaków nakładanych

Znak nakładki zmierzony przyrządem NEXIV z narysowanym przykładem środka prostokąta.

Identyfikator wafla:

Identyfikator wafla to kod/numer Unicode nadawany waflom w stanie surowym. Położenie i rozmiar poszczególnych znaków w identyfikatorze wafla muszą być dokładne i zgodne z określonymi standardami SEMI. Elastyczne oświetlenie NEXIV, oświetlenie episkopowe i światło pierścieniowe, dostosowują się do wszystkich możliwych powierzchni wafli, od polerowanych i polerowanych, po powierzchnie szlifowane, generując niezbędny kontrast na punktach lasera do pomiaru. Zanim wafel przejdzie do pierwszego etapu litografii, dokładnie sprawdza się rozmiar poszczególnych liter i całego identyfikatora, położenie względem środka wafla oraz średnicę i głębokość poszczególnych punktów lasera. Za pomocą NEXIV można nie tylko zmierzyć cały kod pod kątem wszystkich niezbędnych parametrów, takich jak wysokość, szerokość i odstępy między znakami, ale także całkowitą długość kodu. Położenie identyfikatora wafla względem środka wafla można określić poprzez dokładny pomiar zewnętrznej krawędzi wafla oraz wycięcia lub powierzchni płaskiej.

Klasyczny identyfikator wafla

Wybrzuszenia:

Najważniejszymi aspektami wybrzuszeń są wysokość, średnica oraz położenie x/y na chipie. Elastyczne oświetlenie NEXIV, składające się z episkopowego, diaskopowego i 8-segmentowego pierścienia świetlnego, tworzy idealny kontrast między wybrzuszeniem a jego otoczeniem. Dzięki różnym typom głowic i zoomowi optycznemu, NEXIV może być używany do pomiaru wybrzuszeń o różnych rozmiarach i kształtach. Gwarantuje to dokładny pomiar średnicy i położenia x/y wybrzuszenia. Dzięki funkcji autofokusa NEXIV, użytkownik może umieścić wiele punktów pomiarowych wzdłuż połączenia drutowego i automatycznie ocenić najwyższy punkt.

Zdjęcie wykonano przy użyciu kliszy CF-NEXIV z warstwą ochronną wokół wypukłości.

Zdjęcie wykonano przy użyciu funkcji pomiarowej CF-Nexiv przez przezroczystą folię, aby uchwycić obraz wyłącznie wypukłości pod warstwą ochronną.

Karty sond:

Karty sond zużywają się podczas użytkowania i wymagają regularnej kontroli, aby zagwarantować ich prawidłowe działanie. Dzięki konfokalnemu NEXIV możliwe jest szybkie i dokładne pomiary wszystkich końcówek, uwzględniając ich położenie (x/y), wysokość i średnicę. Różne opcje głowic konfokalnego NEXIV umożliwiają pomiary końcówek o średnicy nawet kilku mikrometrów.

Automatyzacja:

Ponieważ branża półprzewodników dąży do automatyzacji, aby zminimalizować ingerencję człowieka, dla klientów kluczowe jest pełne zautomatyzowanie NEXIV. Opracowany przez firmę Nikon podajnik płytek (NWL 200) można połączyć z NEXIV, aby zapewnić łatwe w automatyzacji rozwiązanie do obsługi płytek. Współpracując z dostawcami zewnętrznymi, Nikon oferuje również rozwiązania dostosowane do indywidualnych potrzeb klientów, spełniające ich wymagania dotyczące rozmiarów płytek, efektorów końcowych, portów ładowania, wstępnego pozycjonowania i filtrów.

Rysunek w pełni zautomatyzowanego systemu EFEM z pojedynczymi komponentami.

Odwiedź firmę Nikon Metrology i jej systemy wideopomiarowe NEXIV na targach SEMICON EUROPA w Monachium, w dniach 18–21 listopada 2025 r. Rozwiązania półprzewodnikowe zostaną zaprezentowane wspólnie z Działem Rentgenowskim i Nikon Precision w hali B1, na stoisku B117. Z niecierpliwością czekamy na spotkanie z Państwem.

O firmie Nikon Industrial Metrology
Dział Rozwiązań Przemysłowych firmy Nikon (IDSBU) stanowi fundament działalności B2B firmy, powstał w wyniku strategicznego połączenia Działu Rozwiązań Cyfrowych i Działu Metrologii Przemysłowej. IDSBU dostarcza kompleksowe rozwiązania przemysłowe, od wysokiej jakości komponentów optycznych po zaawansowane systemy pomiarowe i inspekcyjne. Dział czerpie z ponad 100-letniego doświadczenia firmy Nikon w dziedzinie zaawansowanej optyki stosowanej i technologii precyzyjnych, aby dostarczać innowacyjne rozwiązania na całym świecie.

Źródło: Nikon Metrology Europe NV