Wafer Inspection

confovisMessaufgabenWafer inspection

Wafer Inspection Tools
Defekterkennung und dimensionale Messung erhöhen die Ausbringung

Wafer durchlaufen je nach Anforderung der herzustellenden Strukturen viele einzelne Prozessschritte und verbleiben teilweise Wochen innerhalb der Wafer-Fab bis die Produktion abgeschlossen ist. Eine Wafer Inspection durch Defect Inspection und dimensionale Messungen schließt aus, dass fehlerhaft prozessierte Wafer weiter durch die Produktion laufen. Wafer Inspection mit Confovis Messsystemen hilft Abweichungen in Prozessen zu erkennen, die Ursache zu finden und zu korrigieren.

Mit den WAFERinspect Messsystemen und dem patentierten konfokalen optischen Messverfahren (Structured Illumination Microscopy, SIM) werden sowohl die Defektdetektion als auch dimensionale Messungen auf einem Tool möglich.

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Messaufgaben - Wafer Inspection

Konfokale 3D Messungen

  • Materialunabhängig: Silizium, Epoxid, Glas, Chrom, Fotolack…
  • Artefaktfrei, auch anspruchsvolle Oberflächen (keine „Bat Wings“)
  • Hohe Geschwindigkeit: 60 konfokale Frames pro Sekunde (250 Mio. Messpunkte/s)
  • Schichtdicke / Film Thickness / Layer Stack
  • Topographie
  • Koplanarität
  • Bumps
  • Rauheit / Roughness
  • Stufenhöhe / Step Height

2D Messungen

Critical Dimensions

    • Line/Space
    • VIAs
    • Oblong holes
    • Overlay

Defektinspektion

  • Makrodefekte
  • Mikrodefekte
  • Partikel Inspektion
  • Golden Sample
  • Künstliche Intelligenz
  • Neuronale Netze

Visuelle Inspektion

  • Operator-Modus (visuelle Inspektion)
  • Farbbilder
  • Tiefenscharfe Aufnahmen
  • Stitching
  • Dokumentation durch Kommentarfunktion
  • Digital Inking
  • Visuelle Inspektion mit Fine Alignment, KLARFF -Dateien

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    IHR ANSPRECHPARTNER

    Wafer Inspection und Wafer Metrologie mit Confovis

    Konfokale Messung von MEMS, 3D Packaging (insbesondere Wafer Bumps Messung), Probe Mark Inspection, LED, Rauheit, CIS (CMOS Image Sensor),…

    Bei diesen Wafer Inspection Messaufgaben ist die Zuverlässigkeit der Messungen und die Messgeschwindigkeit von entscheidender Bedeutung. Etablierte optische Oberflächenmessgeräte erreichen nicht die – durch weitere Miniaturisierung geforderten – 3D-Genauigkeiten im niedrigen einstelligen Nanometerbereich. Mit dem von Confovis patentierten konfokalen Messverfahren SIM erfolgen 3D-Messungen typischerweise in zwei Sekunden (120 Messebenen mit einem z-Bereich von 20 µ und einer Genauigkeit von < 4nm), mit einem Messergebnis unabhängig vom Material der zu messenden Oberfläche. Auch schwierigste Kombinationen aus Passivierungsschichten und Kupfer können problemlos und ohne Vorwissen gemessen werden.

    Bei MEMS sind oft mehrdimensionale Strukturen zu messen, die teilweise unterhalb der Oberfläche liegen. Mit seiner einzigartigen Genauigkeit und Auflösung, die an ein AFM heranreichen, ist Confovis in der Lage Winkel, Abstände und verschiedenste Dimensionen zu messen.

    2D Messungen Wafer

    Die Autofokus Funktion des Confovis WAFERinspect nutzt Teile des konfokalen Strahlengangs, wodurch der Autofokus auf sämtlichen Oberflächen (z.B. auch einem Spiegel) funktioniert. Durch die ohnehin vorhandene z-Achse der Messeinheit ist es möglich, Top- und Bottom CD in einem Schritt zu messen. Die Auswertung erfolgt dabei über Halcon oder Cognex Software. Durch die Schnittstelle zwischen der Confovis Software und den beiden marktführenden Produkten können Absolutdistanzen in einem „Die“, der „Die-to-Die-Shift“ oder auch Line/Space Strukturen von kleiner 1µ zuverlässig gemessen werden. Auch werden Redistribution Layer (RDL) in Verbindung mit der Positionierung von „Dies“ bei der Wafer Inspection mit Confovis messbar.

    Defect Scans

    Die Wafer werden beim Defect Scan durch das Messsystem kontinuierlich verfahren und gescannt. Währenddessen werden die detektierten Defekte mit den dazugehörigen Wafer-Koordinaten ausgeschnitten und abgespeichert.

    Erstrecken sich Makrodefekte (wie Voids, Kratzer oder Ausbrüche) über mehr als ein Bildfeld, setzt die Confovis WAFERinspect Software diese automatisch zusammen. Anschließend werden die Defekte mittels neuronalem Netz im Klassifikator der Neurocheck Software den trainierten Klassen zugeordnet. Dieses zweistufige Verfahren gewährleitet, dass auch unbekannte und noch nicht trainierte Fehler erkannt werden. Fehler ohne eindeutige Zuordnung werden in der Klasse „unsicher klassifizierte Defekte“ gespeichert.

    Die Ergebnisse aller Fehler sind in der Defect Map dargestellt. Zusätzlich können sie im KLARF Format ausgegeben werden, sodass die Ergebnisse in komprimierter Form über SECS/GEM an den Host übertragen werden.

    Multi-Sensor

    Neben dem Herzstück des Confovis WAFERinspect, dem patentierten konfokalen Sensor, verfolgt Confovis die „Best of Class“ Strategie.

    • Schichtdicken-Sensoren (Filmmetrics)
    • Chromatisch konfokale und WLI Sensoren (Precitec)
    • Triangulationssensoren (LMI/Micro Epsilon)

    Durch die moderne Software von Confovis WAFERinspect ist es möglich Sensoren anderer Hersteller zu integrieren. Das Confovis Messsystem wird so aufwärtskompatibel und ermöglicht dem Anwender eine kostengünstige Nachrüstung, wenn eine neue Messaufgabe im Rahmen der Wafer Inspection (wie z.B. ein anderer Schichtdickenmessbereich) ansteht.

    SECS/GEM und Semi Standard

    In Kombination mit einem Wafer-Handling-System (Equipment Front End Module, EFEM) kann das Confovis WAFERinspect verschiedenste Arten von Wafern messen und inspizieren. Partner für EFEM-Systeme ist Mechatronic Systemtechnik. Ohne Umrüstung der Hardware ist es möglich, verschiedenste Wafer Größen und auch 300mm x 300mm Panel auf einem System zu prüfen. Die Systeme stehen mit einem oder zwei Load-Ports zur Verfügung.

    Die Generierung von Rezepten erfolgt über die Bedienoberfläche des Confovis Systems und erfordert keine Programmierkenntnisse. Einmal durchgeführte Messungen bei der Wafer Inspection können mit einem Klick als Rezept abgespeichert werden. Die Auswertungen erfolgen in beliebiger Software wie MATLAB, Python oder durch individuelle Confovis Plugins. Die Navigation erfolgt über GDS-II Koordinaten oder über Confovis Software, die ein Wafer Layout mit drei Klicks teachen kann. Außerdem ist es möglich KLARFF-Files zu laden.

    Bei MEMS sind oft mehrdimensionale Strukturen zu messen, die teilweise unterhalb der Oberfläche liegen. Mit seiner einzigartigen Genauigkeit und Auflösung, die an ein AFM heranreichen, ist Confovis in der Lage Winkel, Abstände und verschiedenste Dimensionen zu messen. Auch beim Wafer-Handling verfügt Confovis mit seinem Partner Mechatronic Systemtechnik über einen Spezialisten im Handling von MEMS-Wafern, die zumeist nur am Rand berührt werden dürfen.

    Wafer Handling

    Spezielle Edge Grip (Randaufnahme) Endeffektoren und Chucks, auf denen der Wafer ausschließlich am Rand aufliegt, sind Voraussetzung für ein Handling von MEMS-Wafern

    Bei der Messung von transparenten Wafern und Wafern mit Verspannungen (Warpage und Bow) treten die Systemvorteile des konfokalen Herzstückes des Confovis WAFERinspects in Verbindung mit dem Mechatronic Wafer Handling System (EFEM) besonders in den Vordergrund.

    Wafer Inspection mit Confovis

    Die Confovis WAFERinspect Messsysteme kombinieren die Vorteile von Defekterkennung und dimensionaler Messungen. Dabei werden Makro- und Mikrodefekte in hoher Geschwindigkeit detektiert sowie klassifiziert und dimensionale Messungen durchgeführt. Die Verwendung eines Wafer-Loaders, der in der Lage ist verschiedenste Wafer zu laden (z.B. MEMS, Glas, Warped, TAIKO, Frame, etc.), ermöglicht den Einsatz auch für anspruchsvollste Messaufgaben in der automatisierten Prozesskontrolle.

    MEMS, Micro LED, Mebran, Probe Marks, Bond Pads & Wires, RDL (Redistribution layer), UBM, Silicon, Prime Silicon, Glass, SOI, Sapphire, GaAs, SiC, GaN, InP, GaSb, Ge, LiTaO3, LiNBO3, epitaxial

    E5 (Equipment Communication), E10 (RAM), E30 (GEM), E37.1 (HSMS), E39 (Object Services), E94 (Control Job Management), E40 (Process Job Management), E87 (Carrier Management), E90 (Substrate Tracking), E84 (Carrier Handoff Interface)

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