Wafer Bow Warp-diktemeting voor metrologiesystemen

- Feb 28, 2020-

Bron: mtiinstruments


ASTM F657:

De afstand door een wafel tussen overeenkomstige punten op het voor- en achteroppervlak. Dikte wordt uitgedrukt in microns of mils (duizendsten van een inch).

Totale diktevariatie (TTV)

ASTM F657:

Het verschil tussen de maximale en minimale diktewaarden die zijn aangetroffen tijdens een scanpatroon of een reeks puntmetingen. TTV wordt uitgedrukt in microns of mils (duizendsten van een inch).

wafeldiktemeting

Bovenstaande afbeelding toont een wafel geplaatst tussen twee contactloze meetsondes. Door veranderingen tussen het bovenste sondeoppervlak en het bovenste wafeloppervlak (A) en het onderste sondeoppervlak en het onderste wafeloppervlak (B) te volgen, kan de dikte worden berekend. Eerst moet het systeem worden gekalibreerd met een wafer met een bekende dikte ( Tw ). Het gebied met bekende dikte wordt geplaatst tussen de sondes en een bovenste sonde-tot-waferspleet (A) en een onderste sonde-tot-waferspleet (B) wordt verkregen. De totale afstand (Gtotaal) tussen de bovenste en onderste sondes wordt dan als volgt berekend:

G totaal = A + B + T w

Met het systeem gekalibreerd kunnen wafels van onbekende dikte nu worden gemeten. Wanneer de wafer tussen de sondes wordt geplaatst, wordt een nieuwe waarde van A en B verkregen. De dikte wordt als volgt berekend:

T w = G totaal - (A + B)

Tijdens een geautomatiseerd scannen van de wafer wordt een reeks puntmetingen uitgevoerd en opgeslagen. Na voltooiing van de scan wordt TTV als volgt berekend:

TTV = T max - T min

NIET CONTACT BOOGMETING

ASTM F534 3.1.2:

De afwijking van het middelpunt van het middenoppervlak van een vrije, niet-geklemde wafel van het middenoppervlaktereferentievlak, vastgesteld door drie punten op gelijke afstand van elkaar op een cirkel met een diameter van een gespecificeerde hoeveelheid kleiner dan de nominale diameter van de wafer.

Middenoppervlak:

De locus van punten in de wafel op gelijke afstand tussen de voor- en achteroppervlakken. Bij het meten en berekenen van de boog, is het belangrijk op te merken dat het mediane oppervlak van de locatie van de wafel bekend moet zijn. Door afwijkingen van het gemiddelde oppervlak te meten, worden plaatselijke diktevariaties op het middelpunt van de wafel uit de berekening verwijderd.

mediaan oppervlak boog

Hierboven ziet u de relatie van het mediaanoppervlak van de wafel tussen de twee sondeoppervlakken waar:

  • D = Afstand tussen bovenste en onderste sondeoppervlak

  • A = Afstand van bovenste sonde tot bovenste waferoppervlak

  • B = Afstand van onderste sonde tot onderste waferoppervlak

  • Z = afstand tussen het mediaanoppervlak van de wafel en het punt halverwege tussen de bovenste en onderste sonde (D / 2)

Om de waarde van Z op elke locatie op de wafer te bepalen, zijn er twee vergelijkingen:

Z = D / 2 - A - T / 2 en Z = -D / 2 + B + T / 2

Door beide vergelijkingen voor Z op te lossen, kan de waarde eenvoudig worden bepaald door:

Z = (B - A) / 2

Omdat de boog alleen op het middelpunt van de wafel wordt gemeten, wordt een referentievlak met drie (3) punten rond de rand van de wafel berekend. De waarde van de boog wordt vervolgens berekend door de locatie van het mediaanoppervlak in het midden van de wafer te meten en de afstand tot het referentievlak te bepalen. Merk op dat boog een positief of negatief getal kan zijn. Positief geeft aan dat het middelpunt van het middenoppervlak zich boven het driepuntsreferentievlak bevindt. Negatief geeft aan dat het middelpunt van het middenoppervlak zich onder het driepuntsreferentievlak bevindt.

wafer boog

WARP-METING VOOR DE ZONNEINDUSTRIE

ASTM F1390:

Het verschil tussen de maximale en minimale afstanden van het mediaanoppervlak van een vrije, niet-geklemde wafel vanaf een referentieplaats. Net als een boog, is ketting een maat voor de differentiatie tussen het mediaanoppervlak van een wafel en een referentievlak. Warp gebruikt echter het gehele mediaanoppervlak van de wafer in plaats van alleen de positie op het middelpunt. Door naar de gehele wafer te kijken, biedt ketting een meer bruikbare meting van de ware wafervorm. De locatie van het middenoppervlak wordt exact berekend zoals voor boog en hierboven weergegeven. Voor kettingbepaling zijn er twee keuzes voor de constructie van het referentievlak. Een daarvan is hetzelfde driepuntsvlak rond de rand van de wafel. De andere is door het uitvoeren van een kleinste kwadraten fit berekening van mediaan oppervlaktegegevens verkregen tijdens de meetscan. De kromming wordt vervolgens berekend door de maximale afwijking van het referentievlak (RPD max ) en de minimale differentiatie van het referentievlak (RPD min ) te vinden. RPD max wordt gedefinieerd als de grootste afstand boven het referentievlak en is een positief getal. RPD min is de grootste afstand onder het referentievlak en is een negatief getal.

wafel warp

Bovenstaande afbeelding is een illustratie van de kromtrekking. In dit voorbeeld is RPDmax 1,5 en wordt weergegeven als de maximale afstand van het middenoppervlak boven het referentievlak. RPDmin is - 1,5 en wordt weergegeven als de maximale afstand van het middenoppervlak onder het referentievlak. Opmerking kromtrekken is altijd een positieve waarde.

Warp = 1,5 - (-1,5) = 3

Het illustreert ook het nut van zowel boog- als kettingmetingen. Het mediaanoppervlak van de getoonde wafel snijdt het referentievlak in het midden van de wafel, daarom zou de boogmeting nul zijn. De berekende kettingwaarde is in dit geval nuttiger omdat het de gebruiker vertelt dat de wafel vormonregelmatigheden heeft.