ANWENDUNGEN IN DER HALBLEITERMESSTECHNIK
Halbleiter sind das Rückgrat des modernen Lebens.
Sie sind in allem zu finden, von Smartphones und Elektrofahrzeugen bis hin zu KI-Systemen und industrieller Automatisierung, und treiben über 90 % aller elektronischen Geräte an. Mit zunehmender Chipkomplexität und fortschreitender Miniaturisierung wird die Halbleitermesstechnik unerlässlich, um eine hohe Ausbeute, Qualität und Zuverlässigkeit in der Produktion zu gewährleisten.
Was ist Halbleitermesstechnik?
Halbleitermesstechnik ist die Wissenschaft von der Messung der physikalischen Eigenschaften, Strukturen und Leistung von Halbleitern während ihres gesamten Fertigungsablaufs. Die Messtechnik ermöglicht eine strenge Prozesskontrolle im nanometrischen Maßstab, von der Wafermesstechnik über die Dickenmessung in der Halbleiterverarbeitung bis hin zur abschließenden Chipprüfung.
Da die Geräte immer kleiner und komplexer werden, können selbst kleinste strukturelle Defekte oder Dimensionsabweichungen die Leistung beeinträchtigen, was die präzise Messtechnik zu einem wesentlichen Bestandteil der Halbleiterfertigung macht.
Halbleitermesstechnik ist die Wissenschaft von der Messung der physikalischen Eigenschaften, Strukturen und Leistung von Halbleitern während ihres gesamten Fertigungsablaufs. Die Messtechnik ermöglicht eine strenge Prozesskontrolle im nanometrischen Maßstab, von der Wafermesstechnik über die Dickenmessung in der Halbleiterverarbeitung bis hin zur abschließenden Chipprüfung.
Da die Geräte immer kleiner und komplexer werden, können selbst kleinste strukturelle Defekte oder Dimensionsabweichungen die Leistung beeinträchtigen, was die präzise Messtechnik zu einem wesentlichen Bestandteil der Halbleiterfertigung macht.
Arbeitsablauf in der Halbleiterfertigung
Die Halbleiterfertigung ist einer der fortschrittlichsten und präzisesten Engineering-Prozesse der Welt. Im Kern verwandelt es Rohstoffe in hochkomplexe Mikrochips, die moderne Technologien antreiben. Messtechnik ist über den gesamten Lebenszyklus des Chips unerlässlich.
Gereinigtes Silizium wird in Wafer umgewandelt, die die Grundlage für alle Transistorstrukturen und die Bausteine der Halbleiterchipherstellung sind. Die wichtigsten Anforderungen an die Wafer-Messtechnik sind:
- Ebenheit
- Koplanarität
- Defekte
- Rauhigkeit
Der Wafer durchläuft Hunderte oder Tausende von hochpräzisen Schritten, um die komplizierten Transistorstrukturen zu erzeugen, die die Funktionalität des Chips definieren. In der Produktionsmesstechnik ist die Erkennung von Defekten und die Kontrolle von Strukturparametern entscheidend für die Erstellung von Transistorarchitekturen.
- Dicke der Abscheidung
- Ätztiefe und Profil
- Kritische Dimensionen von Masken
- Defekte
- CMP Pads & Conditioner
Der Wafer wird in einzelne Dies geschnitten, die dann verpackt und getestet werden, um einen angemessenen Schutz, zuverlässige elektrische Verbindungen und die erwartete Leistung zu gewährleisten. Verwendung fortschrittlicher Messwerkzeuge für die Halbleiter-Backend-Verarbeitung wie:
- Schneiden von Wafern
- Adhäsion und Montage der Dies
- Koplanarität der Komponenten
- Testmarkierungen
- Etikettieren und Markieren
Anwendungen
HERSTELLUNG VON WAFERN
Materialien der dritten Generation
Diese Materialien können höheren Temperaturen, Spannungen und Strahlungswerten standhalten, was sie für fortschrittliche Anwendungen wie erneuerbare Energien und Hochleistungsgeräte unerlässlich macht.
DIAMANT
Die Wachstumsmuster von Diamanten werden genau überwacht, da diese für die Leistungfähigkeit entscheidend sind. Morphologische Messungen, die für die Beurteilung ihrer Struktur unerlässlich sind, zielen auf präzise Abmessungen ab, die oft bis in den Mikrometer- oder Nanometerbereich reichen. Hier erweist sich die Interferometrie-Technologie als von unschätzbarem Wert – sie zeichnet sich durch die Erfassung von Details auf Oberflächen mit hohen Aspektverhältnissen und steilen Neigungen aus, gewährleistet die Genauigkeit und minimiert Messfehler.
Die Wachstumsmuster von Diamanten werden genau überwacht, da diese für die Leistungfähigkeit entscheidend sind. Morphologische Messungen, die für die Beurteilung ihrer Struktur unerlässlich sind, zielen auf präzise Abmessungen ab, die oft bis in den Mikrometer- oder Nanometerbereich reichen. Hier erweist sich die Interferometrie-Technologie als von unschätzbarem Wert – sie zeichnet sich durch die Erfassung von Details auf Oberflächen mit hohen Aspektverhältnissen und steilen Neigungen aus, gewährleistet die Genauigkeit und minimiert Messfehler.
SILIZIUMKARBID (SiC)
SiC-Wafer, die durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt werden, werden einer topographischen Bewertung unterzogen, um die Gleichmäßigkeit des Gitterwachstums zu beurteilen. Zu diesem Zweck ist die Interferometrie-Technologie besonders effektiv, da sie eine hohe Präzision auf ultraglatten Oberflächen mit unterschiedlichen Höhen liefert. Dieser Ansatz liefert wesentliche Erkenntnisse, die die Qualitätskontrolle in der SiC-Wafer-Produktion unterstützen.
SiC-Wafer, die durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt werden, werden einer topographischen Bewertung unterzogen, um die Gleichmäßigkeit des Gitterwachstums zu beurteilen. Zu diesem Zweck ist die Interferometrie-Technologie besonders effektiv, da sie eine hohe Präzision auf ultraglatten Oberflächen mit unterschiedlichen Höhen liefert. Dieser Ansatz liefert wesentliche Erkenntnisse, die die Qualitätskontrolle in der SiC-Wafer-Produktion unterstützen.
PEROWSKIT
Die Oberflächenrauheit von Perowskiten ist eng mit der Fertigungsqualität verknüpft. Für dieses außergewöhnlich glatte Material ist Interferometrie, aufgrund seines geringen Messrauschens von bis zu 0,01nm, die bevorzugte Messtechnik.
Die Oberflächenrauheit von Perowskiten ist eng mit der Fertigungsqualität verknüpft. Für dieses außergewöhnlich glatte Material ist Interferometrie, aufgrund seines geringen Messrauschens von bis zu 0,01nm, die bevorzugte Messtechnik.
FRONTEND-VERARBEITUNG
Schichtdicke
Schichtdicke, einer der kritischsten Parameter in der Halbleiterverarbeitung. Eine genaue Kontrolle der Schichtdicke gewährleistet eine optimale Transistorleistung und elektrische Isolation. Das S neox von Sensofar kann Schichtdicken von 50 nm bis zu mehreren Millimetern mit spektroskopischer Reflektometrie und Interferometrie präzise messen.
Die Interferometrie ist die beste Technik für die Messung durch mikrometerdicke Schichten und stufenartigen Strukturen bis hinunter in den Nanometerbereich, während die spektroskopische Reflektometrie eine schnelle, berührungslose und hochgenaue Methode für die Messung durch dünne Schichten im Bereich von 50 nm bis 1,5 μm bietet.
Schichtdicke, einer der kritischsten Parameter in der Halbleiterverarbeitung. Eine genaue Kontrolle der Schichtdicke gewährleistet eine optimale Transistorleistung und elektrische Isolation. Das S neox von Sensofar kann Schichtdicken von 50 nm bis zu mehreren Millimetern mit spektroskopischer Reflektometrie und Interferometrie präzise messen.
Die Interferometrie ist die beste Technik für die Messung durch mikrometerdicke Schichten und stufenartigen Strukturen bis hinunter in den Nanometerbereich, während die spektroskopische Reflektometrie eine schnelle, berührungslose und hochgenaue Methode für die Messung durch dünne Schichten im Bereich von 50 nm bis 1,5 μm bietet.
FRONTEND-VERARBEITUNG
Ätzprofil
Das Ätzen ist ein Schlüsselprozess in der Halbleiterfertigung, bei dem Material selektiv vom Wafer entfernt wird, um Schaltungsmerkmale zu formen. Eine genaue Profilerstellung ist unerlässlich, um Verjüngungswinkel und die Integrität der Merkmale zu erhalten. Optische 3D-Profilometer bieten eine berührungslose, hochauflösende Lösung zur Überwachung der Ätzqualität durch genaue Messung von Ätztiefe, -breite und -gesamtätzprofilen.
Das Ätzen ist ein Schlüsselprozess in der Halbleiterfertigung, bei dem Material selektiv vom Wafer entfernt wird, um Schaltungsmerkmale zu formen. Eine genaue Profilerstellung ist unerlässlich, um Verjüngungswinkel und die Integrität der Merkmale zu erhalten. Optische 3D-Profilometer bieten eine berührungslose, hochauflösende Lösung zur Überwachung der Ätzqualität durch genaue Messung von Ätztiefe, -breite und -gesamtätzprofilen.
FRONTEND-VERARBEITUNG
CMP Pad & Conditioner
Die chemisch-mechanische Planarisierung (CMP) glättet und flacht die Waferoberfläche ab, um eine gleichmäßige Dicke zu erreichen, eine wichtige Anforderung in der Halbleiterherstellung. Messungen mit dem Sensofar S mart 2 haben gezeigt, dass CMP-Pads weitgehend zu wenig genutzt und oft weggeworfen werden, wobei mehr als die Hälfte der Nutzungsdauer verbleibt. In der Fallstudie finden Sie eine detailliertere Erklärung des Prozesses.
BACKEND-VERARBEITUNG
Schneiden von Wafern
Wird in der Regel in zwei Schritten (Schlitzen und Schneiden) durchgeführt, um Kantenabplatzungen zu verhindern. Genaue Messtechnik gewährleistet Prozesseffizienz und Die-Qualität. Plugins wie Cross Kerf und die Wafer Line-Serie liefern Pass- und Fail-Berichte basierend auf den kritischen Parametern, um festzustellen, ob die Dies für den zweiten Schnitt freigegeben sind.
BACKEND-VERARBEITUNG
Inspektion von Bumps
Das Flip-Chip-Bonding beruht auf präzise geformten Bumps für die Signalintegrität und Wärmeableitung, weshalb eine genaue Halbleitermessung und Messtechnik für die Kontrolle von Bump-Höhe, -Form und -Koplanarität von entscheidender Bedeutung ist. SensoPRO verfügt über ein spezielles Bump-Plugin, das alle Unebenheiten in einer Messung erkennen und die wichtigsten kritischen Parameter für die automatische Pass/Fail-Berichterstattung bestimmen kann.
Das Flip-Chip-Bonding beruht auf präzise geformten Bumps für die Signalintegrität und Wärmeableitung, weshalb eine genaue Halbleitermessung und Messtechnik für die Kontrolle von Bump-Höhe, -Form und -Koplanarität von entscheidender Bedeutung ist. SensoPRO verfügt über ein spezielles Bump-Plugin, das alle Unebenheiten in einer Messung erkennen und die wichtigsten kritischen Parameter für die automatische Pass/Fail-Berichterstattung bestimmen kann.
Eine kürzlich in der Fachzeitschrift Materials des MDPI veröffentlichte Studie zeigt beispielsweise, dass die optische 3D-Inspektion für die Erkennung von Packungsfehlern in Verbindungen mit hoher Dichte unerlässlich wird und ein schnelles und nicht-invasives Feedback in Echtzeit liefert.
Da die Geräte immer kleiner und leistungsfähiger werden, wächst der Bedarf an präziser und skalierbarer Messtechnik. Jüngste Studien, wie z. B. eine in Nature veröffentlichte Studien, unterstreichen, dass das Erreichen einer gleichbleibenden Qualität eine Genauigkeit im Sub-Nanometer-Bereich erfordert, was den Trend der Branche hin zu fortschrittlichen, hybriden optischen Systemen verstärkt.
Ausrüstung für die Halbleitermesstechnik
Moderne Fabriken benötigen schnelle, flexible und zuverlässige Messgeräte zur Inspektion von Halbleitern, und Sensofar bietet genau das.
Forschung und Entwicklung
Berührungslose 3D Oberflächenmesstechnik
Integrierbare Messköpfe
Berührungslose 3D Oberflächenmesstechnik
Ihr Experte für Halbleitermesstechnik
Da die Geräte immer kleiner und leistungsfähiger werden, wächst der Bedarf an präziser und skalierbarer Messtechnik. Ganz gleich, ob Sie die Charakterisierung von Wafern in Halbleitern erforschen, nach Halbleitermessgeräten suchen oder einen vertrauenswürdigen Anbieter von Messtechnik in der Halbleiterindustrie suchen, Sensofar ist hier, um Ihnen zu helfen, immer einen Schritt voraus zu sein.
Lassen Sie uns die Zukunft der Mikroelektronik gestalten – Nanometer für Nanometer.
Ihr Experte für Halbleitermesstechnik
Da die Geräte immer kleiner und leistungsfähiger werden, wächst der Bedarf an präziser und skalierbarer Messtechnik. Ganz gleich, ob Sie die Charakterisierung von Wafern in Halbleitern erforschen, nach Halbleitermessgeräten suchen oder einen vertrauenswürdigen Anbieter von Messtechnik in der Halbleiterindustrie suchen, Sensofar ist hier, um Ihnen zu helfen, immer einen Schritt voraus zu sein.
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