Sistema di orientamento dei wafer per la misurazione dell'orientamento dei cristalli

Breve descrizione:

Uno strumento di orientamento dei wafer è un dispositivo ad alta precisione che utilizza i principi della diffrazione dei raggi X per ottimizzare i processi di produzione dei semiconduttori e di scienza dei materiali determinando gli orientamenti cristallografici. I suoi componenti principali includono una sorgente di raggi X (ad esempio, Cu-Kα, lunghezza d'onda di 0,154 nm), un goniometro di precisione (risoluzione angolare ≤0,001°) e rilevatori (CCD o contatori a scintillazione). Ruotando i campioni e analizzando i pattern di diffrazione, calcola gli indici cristallografici (ad esempio, 100, 111) e la spaziatura del reticolo con una precisione di ±30 secondi d'arco. Il sistema supporta operazioni automatizzate, fissazione sotto vuoto e rotazione multiasse, compatibile con wafer da 2-8 pollici per misurazioni rapide dei bordi dei wafer, dei piani di riferimento e dell'allineamento degli strati epitassiali. Le principali applicazioni includono la convalida delle prestazioni ad alta temperatura di wafer in carburo di silicio orientati al taglio, wafer in zaffiro e pale di turbine, migliorando direttamente le proprietà elettriche e la resa dei chip.


Caratteristiche

Introduzione all'attrezzatura

Gli strumenti di orientamento dei wafer sono dispositivi di precisione basati sui principi della diffrazione dei raggi X (XRD), utilizzati principalmente nella produzione di semiconduttori, materiali ottici, ceramiche e altri materiali cristallini.

Questi strumenti determinano l'orientamento del reticolo cristallino e guidano precisi processi di taglio o lucidatura. Le caratteristiche principali includono:

  • Misurazioni ad alta precisione:In grado di risolvere piani cristallografici con risoluzioni angolari fino a 0,001°.
  • Compatibilità con campioni di grandi dimensioni:Supporta wafer fino a 450 mm di diametro e pesi fino a 30 kg, adatti a materiali come carburo di silicio (SiC), zaffiro e silicio (Si).
  • Design modulare:Le funzionalità espandibili includono l'analisi della curva di oscillazione, la mappatura dei difetti superficiali 3D e dispositivi di impilamento per l'elaborazione multi-campione.

Parametri tecnici chiave

Categoria del parametro

Valori tipici/Configurazione

Sorgente di raggi X

Cu-Kα (macchia focale 0,4×1 mm), tensione di accelerazione 30 kV, corrente del tubo regolabile 0–5 mA

Gamma angolare

θ: da -10° a +50°; 2θ: da -10° a +100°

Precisione

Risoluzione dell'angolo di inclinazione: 0,001°, rilevamento dei difetti superficiali: ±30 secondi d'arco (curva di oscillazione)

Velocità di scansione

La scansione Omega completa l'orientamento completo del reticolo in 5 secondi; la scansione Theta impiega circa 1 minuto

Fase di campionamento

Scanalatura a V, aspirazione pneumatica, rotazione multi-angolo, compatibile con wafer da 2–8 pollici

Funzioni espandibili

Analisi della curva di oscillazione, mappatura 3D, dispositivo di impilamento, rilevamento di difetti ottici (graffi, GB)

Principio di funzionamento

1. Fondazione per la diffrazione dei raggi X

  • I raggi X interagiscono con i nuclei atomici e gli elettroni nel reticolo cristallino, generando figure di diffrazione. La legge di Bragg (​​nλ = 2d sinθ​​) regola la relazione tra angoli di diffrazione (θ) e spaziatura reticolare (d).
    I rilevatori catturano questi modelli e li analizzano per ricostruire la struttura cristallografica.

2. Tecnologia di scansione Omega

  • Il cristallo ruota continuamente attorno a un asse fisso mentre i raggi X lo illuminano.
  • I rilevatori raccolgono segnali di diffrazione su più piani cristallografici, consentendo la determinazione completa dell'orientamento del reticolo in 5 secondi.

3. Analisi della curva di oscillazione

  • Angolo cristallino fisso con angoli di incidenza dei raggi X variabili per misurare la larghezza del picco (FWHM), valutando i difetti del reticolo e la deformazione.

4. Controllo automatizzato

  • Le interfacce PLC e touchscreen consentono angoli di taglio preimpostati, feedback in tempo reale e integrazione con macchine da taglio per un controllo a circuito chiuso.

Strumento di orientamento wafer 7

Vantaggi e caratteristiche

1. Precisione ed efficienza

  • Precisione angolare ±0,001°, risoluzione di rilevamento dei difetti <30 secondi d'arco.
  • La velocità di scansione Omega è 200 volte più veloce rispetto alle scansioni Theta tradizionali.

2. Modularità e scalabilità

  • Espandibile per applicazioni specializzate (ad esempio, wafer di SiC, pale di turbine).
  • Si integra con i sistemi MES per il monitoraggio della produzione in tempo reale.

3. Compatibilità e stabilità

  • Può contenere campioni di forma irregolare (ad esempio lingotti di zaffiro incrinati).
  • Il design raffreddato ad aria riduce le esigenze di manutenzione.

4. ​​Operazione intelligente​​

  • Calibrazione con un clic ed elaborazione multi-task.
  • Calibrazione automatica con cristalli di riferimento per ridurre al minimo l'errore umano.

Strumento di orientamento wafer 5-5

Applicazioni

1. Produzione di semiconduttori

  • Orientamento del taglio a cubetti: determina gli orientamenti dei wafer Si, SiC, GaN per un'efficienza di taglio ottimizzata.
  • Mappatura dei difetti: identifica graffi o dislocazioni superficiali per migliorare la resa dei trucioli.

2. Materiali ottici

  • Cristalli non lineari (ad esempio, LBO, BBO) per dispositivi laser.
  • Marcatura della superficie di riferimento del wafer in zaffiro per substrati LED.

3. Ceramica e compositi

  • Analizza l'orientamento dei grani in Si3N4 e ZrO2 per applicazioni ad alta temperatura.

4. Ricerca e controllo qualità

  • Università/laboratori per lo sviluppo di nuovi materiali (ad esempio, leghe ad alta entropia).
  • Controllo di qualità industriale per garantire la coerenza dei lotti.

Servizi XKH

XKH offre un supporto tecnico completo per l'intero ciclo di vita degli strumenti di orientamento dei wafer, inclusi installazione, ottimizzazione dei parametri di processo, analisi delle curve di oscillazione e mappatura 3D dei difetti superficiali. Vengono fornite soluzioni personalizzate (ad esempio, la tecnologia di impilamento dei lingotti) per migliorare l'efficienza produttiva di semiconduttori e materiali ottici di oltre il 30%. Un team dedicato effettua corsi di formazione in loco, mentre l'assistenza remota 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e la rapida sostituzione dei pezzi di ricambio garantiscono l'affidabilità delle apparecchiature.


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