ابزار دقیق لایه های نازک

ابزار دقیق ویفر و فیلم نازک از دستگاه‌هایی مانند میکروسکوپ‌های الکترونی روبشی نقص بحرانی (CD-SEM)، آسیاب‌های یونی، مانیتورهای میکروبالانس کریستال کوارتز (QCM)، سیستم‌های RHEED، بیضی‌سنج‌ها، سیستم‌های تصویربرداری و سیستم‌های CV تشکیل شده‌اند. این تجهیزات در اندازه‌شناسی یا نظارت بر پارامترهای لایه نازک در محل در حالی که پردازش ویفر فیلم نازک یا نیمه‌رسانا در حال انجام است، استفاده می‌شود.

نمایش تمام سازندگان ابزار دقیق لایه های نازک

انواع ابزار دقیق لایه های نازک

ابزار دقیق ویفر و فیلم نازک طیف وسیعی از گزینه ها را پشتیبانی می کند، از جمله:

واحدهای میکروبالانس کریستال کوارتز (QCM) جرم و ویسکوزیته را به جای ضخامت هندسی در فرآیندهایی که روی سطوح یا نزدیک سطوح و همچنین درون لایه‌های نازک انجام می‌شوند، اندازه‌گیری می‌کنند. تبدیل چگالی جرم به ضخامت به ورودی چگالی فیزیکی نیاز دارد. QCM الکترومکانیکی (EQCM) دارای قابلیت کمی سازی بازده جریان است.

میکروسکوپ های الکترونی روبشی (SEM) تصاویری از سطوح و ترکیب مواد در مقیاسی قابل مقایسه با الکترون ها تولید می کنند. یکی از کاربردها طبقه بندی عیوب و شناسایی منبع آنهاست.

پراش الکترون پرانرژی انعکاس (RHEED) بر روی یک اصل مشابه با SEM کار می کند. آنها سطوح مواد کریستالی را مطالعه می کنند و داده ها را تنها از لایه سطحی نمونه جمع آوری می کنند. تداخل الکترون در سطح اتمی باعث ایجاد الگوهای پراش می شود که ساختار نمونه را مشخص می کند.

کره های اوالد در انتقال الکترون، اشعه ایکس یا تداخل سنجی نوترونی برای شناسایی آرایش های کریستالی مستقر می شوند. کره اوالد بر اساس اصل پراش، بردارهای موج و تداخل سازنده برای بازسازی طرح با استفاده از شبکه متقابل عمل می کند.

عملکرد تفنگ الکترونی محدودیت هایی را بر روی وضوح و عملکردهای آزمایشی سیستم تعیین می کند. تنگستن دارای عملکرد کم کار است و کاتدهای تنگستن به عنوان منبع الکترون عمل می کنند.

عملیات

تولید مدارهای مجتمع به اتاق‌های تمیز نیاز دارد، با فیلترهای بسیار خوب، ناخالصی‌های موجود در هوا را که باعث نقص می‌شوند، از بین می‌برند. کارگران در تاسیسات نیمه هادی باید لباس های اتاق تمیز بپوشند تا ویفرها را از آلودگی محافظت کند. ویفرها متشکل از سیلیکون خالص هستند که با استفاده از روش Czochralski در شمش‌های استوانه‌ای یا بول‌ها ساخته شده‌اند. برش های شمش صاف صیقلی می شوند و کیفیت قبل از استفاده با محصول نهایی بررسی می شود.

ساخت نیمه هادی ها شامل چهار فعالیت است:

• حذف : اچ کردن مرطوب یا خشک و صفحه‌بندی شیمیایی-مکانیکی (CMP) عناصر اضافی را از ویفر حذف می‌کند.

• الگوبرداری : لیتوگرافی UV و سپس خاکستر پلاسما، سطح را برای مرحله بعدی تولید آماده می کند.

• رسوب گذاری : رسوب فیزیکی یا شیمیایی بخار (PVD یا CVD)، اپیتاکسی پرتو مولکولی (MBE) یا رسوب لایه اتمی (ALD) الگوها را با مواد جدید می پوشاند.

• اصلاح خواص الکتریکی : تغییرات در خواص الکتریکی واحدهای ترانزیستوری به کوره های انتشار یا کاشت یون بستگی دارد. بازپخت حرارتی سریع (RTA) یا پردازش فرابنفش (UVP) ماده ناخالص را فعال می کند.

مراحل درگیر شدن با اجزاء عبارتند از:

پردازش انتهای خط (FEOL) فعالیت‌های تولید ترانزیستور را انجام می‌دهد که ویفرهای سیلیکونی بسیار خالص یا صاف شده را درگیر می‌کند.

پردازش انتهای خط (BEOL) در اتصالات مورد نیاز در دستگاه های نیمه هادی نقش دارد. شیشه سیلیکون یا سیلیکون اکسی کاربید به عنوان دی الکتریک بین سطوح تماس گنجانده شده است.

وظایف تفریق یا افزایشی در اتصال قطعات مختلف الکترونیک با استفاده از آلومینیوم، مس یا طلا بسته به هدف ضروری است. رایج ترین شکل لیتوگرافی تفریقی است که در آن لایه های متعددی از عناصر و سیم کشی از طریق تکنیک های مسطح سازی ساخته می شوند. پیچیدگی، اتصال، خواص الکتریکی و محیط کاری مورد، ترکیب مواد و تعداد لایه های لازم را دیکته می کند. CMP یک روش استاندارد است که با حداکثر سه سطح متصل به هم استفاده می شود. پشت خشک اچ برای بیش از چهار لایه اتصال توصیه می شود.

تست ویفر

بیضی‌سنجی یا بازتاب‌سنجی ضخامت اکسید گیت، ضریب شکست، ضرایب خاموشی مقاومت نوری و سایر پوشش‌ها را با دقت بیشتر کنترل می‌کند. مترولوژی کیفیت ویفرهای سیلیکونی را قبل از آزمایش تأیید می کند. اگر چندین قالب روی یک ویفر منفرد از کار بیفتد، کل واحد در معرض حذف قرار می گیرد تا هزینه درمان بیشتر حذف شود. اندازه‌شناسی مجازی همچنین پیش‌بینی‌هایی از خواص ویفر را بر اساس مدل‌های آماری به جای انجام اندازه‌گیری‌های فیزیکی واقعی ارائه می‌دهد.

دستگاه های تست

اجزای نیمه هادی از طریق باتری آزمایش های الکتریکی اجرا می شوند. بازده با محاسبه نسبت دستگاه‌های روی ویفر که عملکرد مناسبی دارند تعیین می‌شود. یک تستر الکترونیکی برای ارزیابی مستقر شده است. تراشه های بد با یک قطره رنگ مشخص می شوند. نشانگرهای رنگ از طریق این روش ردیابی می شوند تا اطمینان حاصل شود که تراشه های معیوب از مراحل بعدی تولید حذف می شوند.

برنامه های کاربردی

ابزار دقیق ویفر و فیلم نازک کاربردهای متنوعی دارد، از جمله:

• فتوولتائیک

• اپتوالکترونیک

• پوشش های نوری و کاربردی

• شیمی سطح

• بیوتکنولوژی

• منبع

•  

• globalspec