3D-Oberflächenmesstechnik für die MEMS- und Wafer-Produktion: Stete Kontrolle für gleichbleibend hohe Qualität

Die Confovis GmbH präsentiert seine leistungsfähigen Messsysteme zur automatisierten Messung von Wafer-Topographien insbesondere MEMS-Strukturen. Im Mittelpunkt: Das Wafer-Messsystem ConfoDisc CL200/CL300. Dieses misst vollautomatisiert Geometrie-Elemente und Critical Dimensions, wie z.B. von TSVs und stellt diese zwei- und dreidimensional dar. Ergänzt durch Features wie Muster-Erkennung, Wafer-Mapping und die Erstellung von Rezepten, bietet sich Herstellern damit ein wertvolles Tool zur Überwachung der Produkt- und Prozessqualität.

Das ConfoDisc CL200/CL300 basiert auf dem Nikon L200 bzw. L300 Wafer-Mikroskop. Es ist speziell auf die schnelle und berührungslose 3D-Mikrostrukturanalyse von Wafern ausgelegt und bietet mit seinen perfekt aufeinander abgestimmten Systemkomponenten ein leistungsstarkes Messsystem, das selbst in produktionsnahem Umfeld hochauflösende Messungen erlaubt. Es ist für Wafer bis 12“ ausgelegt und eignet sich technologie-bedingt für die Messung verschiedenster Oberflächen bzw. Materialien — auch spiegelnde Flächen und transparente Schichten. Für eine hohe Messgeschwindigkeit werden dank der vom Unternehmen patentierten Technologie der Strukturierten Beleuchtung zeitsparende Flächenscans durchgeführt. Damit stehen nicht nur 2D-Daten der Wafer-Oberfläche zur Verfügung, sondern umfangreiche 3D-Informationen, die eine deutlich höhere Aussagekraft haben. So können beispielsweise Kantenverläufe von Photo-Resist anhand der 3D-Daten eindeutig bestimmt werden.

Wafer-Mikrostrukturen im Details aufgelöst

Ob in Handies, Autos, Druckern oder in der modernen Medizin: Mikro-Elektro-Mechanische Systeme (MEMS) sind nicht mehr wegzudenken aus zahlreichen Produkten des Alltags. Zugleich sind sie Schlüsselkomponenten in der modernen Mikrosystemtechnik. Die Vorteile liegen auf der Hand: preisgünstig, extrem kompakt, hoch-integrierbar und zuverlässig, da weniger Bauelemente sowie Stecker und Kabel notwendig sind. Die Herstellung stellt jedoch aufgrund der feinen Strukturen der Komponenten eine große Herausforderung dar. Mit optischer Messtechnik können Topographien von MEMS, Wafern und Mikrosystemen bis in den Nanometer-Bereich genau gemessen und analysiert werden.Das Wafer-Inspektionssystem ist in der Lage Critical Dimensions von Vias, Bumps, TSVs und transparente Schichten in ihrer Tiefe und Höhe sowie deren laterale Ausdehnung präzise zu vermessen. Insbesondere Mikrogeometrien mit großen Aspektverhältnissen, wie sie zum Beispiel bei TSVs auftreten, lassen sich zuverlässig und genau erfassen. Damit soll sichergestellt werden, dass der erfolgte Ätzprozess erfolgreich war. Das CL200/CL300 kann nach jedem beliebigen Prozessschritt zur Qualitätskontrolle eingesetzt werden, um den Ausschuss zu reduzieren.

Automatisierte Messungen

Präzise Mikropositionier- und Wafer-Handling-Systeme sowie anwendungsspezifische Software komplettieren das Messsystem. Die Mess- und Analysesoftware ConfoVIZ ermöglicht die automatisierte Mustererkennung sowie die Vermessung von Langlöchern, Vias, Overlays und weiteren Oberflächenmerkmalen. Zudem unterstützt die Software die Analyse von Wafermaps, anhand derer automatisch Dies auf einem Wafer vermessen werden können. Dank automatisierter Mess-Algorithmen sind die Reproduzierbarkeit und die Unabhängigkeit der Messergebnisse vom Benutzer gegeben. Auf einen Blick ist erkennbar, ob prozessrelevante Parameter auf den relevanten Dies innerhalb der Toleranzen liegen. Die Autofokus-Funktion sowie das integrierte Auto-Alignment sorgen für ein einfaches und sicheres Wafer-Handling.

Alles nach Rezept

Das optische Messsystem erlaubt zudem die Erstellung von Rezepten für die automatisierte Messung. Auf diese Weise prüft das Wafer-Messsystem beliebig viele Objekte pro Wafer. Die Messergebnisse können in verschiedensten Formaten gespeichert und über die SEC/GEM-Schnittstelle in das Yield-Management-System übergeben werden. Damit liefert das automatisierte Messverfahren von Confovis im Rahmen der Qualitätskontrolle wertvolle Daten zur Produkt- und Prozessoptimierung.