Padrão de pastilha de calibração

Descrição

Padrões de calibração de wafers e padrões de calibração absoluta para ferramentas Tencor Surfscan, Hitachi e KLA-Tencor.

Padrão de pastilha de calibração
Um padrão de wafer de calibração é um padrão de wafer PSL rastreável pelo NIST, com certificado de tamanho incluso, depositado com esferas de látex de poliestireno monodispersas e pico de tamanho estreito entre 50 nm e 10 micrômetros para calibrar as curvas de resposta de tamanho dos sistemas de inspeção de wafers Tencor Surfscan 6220 e 6440, KLA-Tencor Surfscan SP1, SP2 e SP3. Um padrão de wafer de calibração é depositado como uma deposição completa com um único tamanho de partícula em todo o wafer; ou depositado como uma deposição pontual com um ou mais picos de tamanho de partícula, precisamente localizados ao redor do padrão de wafer.

Estas são as microesferas de poliestireno típicas que os clientes depositaram em seus padrões de calibração de 75 mm a 300 mm:

Esferas PSL, 20-900nm | Esferas PSL, 1-160um | Esferas PSL, SurfCal

Padrão de pastilha de calibração usando partículas de microesferas de poliestireno

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Applied Physics Fornecemos padrões de calibração de wafers utilizando padrões de tamanho de partículas para calibrar a precisão dimensional dos equipamentos KLA-Tencor Surfscan SP1, KLA-Tencor Surfscan SP2, KLA-Tencor Surfscan SP3, KLA-Tencor Surfscan SP5, KLA-Tencor Surfscan SP5xp, Surfscan 6420, Surfscan 6220, Surfscan 6200, ADE, Hitachi e Topcon SSIS, além de sistemas de inspeção de wafers. Nosso sistema de deposição de partículas 2300 XP1 permite a deposição em wafers de silício de 100 mm, 125 mm, 150 mm, 200 mm e 300 mm, utilizando esferas de látex de poliestireno (PSL) rastreáveis ​​pelo NIST e padrões de tamanho de partículas de sílica.

Esses padrões de wafer de calibração PSL são usados ​​por gerentes de metrologia de semicondutores para calibrar as curvas de resposta dimensional de sistemas de inspeção de superfície por varredura (SSIS) fabricados pela KLA-Tencor, Topcon, ADE e Hitachi. Os padrões de wafer PSL também são usados ​​para avaliar a uniformidade da varredura de uma ferramenta Tencor Surfscan sobre o wafer de silício ou filme depositado.

Um padrão de wafer de calibração é usado para verificar e controlar duas especificações de uma ferramenta SSIS: precisão de tamanho em tamanhos de partícula específicos e uniformidade da varredura em todo o wafer durante cada varredura. O wafer de calibração é geralmente fornecido como uma deposição completa em um tamanho de partícula, tipicamente entre 50 nm e 12 micrômetros. Ao depositar em todo o wafer, ou seja, uma deposição completa, o sistema de inspeção de wafers identifica o pico da partícula e o operador pode determinar facilmente se a ferramenta SSIS está dentro da especificação para esse tamanho. Por exemplo, se o padrão de wafer for de 100 nm e a ferramenta SSIS detectar o pico em 95 nm ou 105 nm, a ferramenta SSIS está descalibrada e pode ser calibrada usando o padrão de wafer PSL de 100 nm. A varredura em todo o padrão de wafer também informa ao técnico o quão bem a ferramenta SSIS detecta em todo o padrão de wafer PSL, procurando por similaridade na detecção de partículas em todo o padrão de wafer depositado uniformemente. A superfície do wafer padrão é revestida com esferas de PSL de tamanho específico, garantindo que nenhuma porção do wafer fique sem elas. Durante a varredura do wafer padrão de PSL, a uniformidade da varredura em todo o wafer deve indicar que a ferramenta SSIS não está negligenciando certas áreas. A precisão da contagem em um wafer com deposição completa é subjetiva, visto que a eficiência de contagem de duas ferramentas SSIS diferentes (local de deposição e local do cliente) é diferente, às vezes em até 50%. Assim, o mesmo wafer padrão de partículas, depositado com um pico de tamanho altamente preciso de 204 nm a 2500 contagens e contado pela ferramenta SSIS 1, pode ser escaneado pela SSIS 2 no local do cliente e a contagem do mesmo pico de 204 nm pode variar entre 1500 e 3000 contagens. Essa diferença de contagem entre as duas ferramentas SSIS se deve à eficiência do laser de cada PMT (tubo fotomultiplicador) operando nas duas ferramentas SSIS separadas. A precisão da contagem entre dois sistemas diferentes de inspeção de wafers geralmente difere devido às diferenças de potência do laser e intensidade do feixe de laser dos dois sistemas.

Padrão de wafer de calibração, deposição total, 5 µm – Padrão de wafer de calibração, deposição pontual, 100 nm

Os padrões de calibração PSL são fornecidos em dois tipos de deposição: Deposição Total e Deposição Pontual, conforme mostrado acima.

Podem ser depositadas esferas de látex de poliestireno (esferas de PSL) ou nanopartículas de sílica.

Os padrões de wafer PSL com deposição pontual são usados ​​para calibrar a precisão dimensional de uma ferramenta SSIS em um ou múltiplos picos de tamanho.

Um padrão de wafer de calibração com deposição pontual apresenta a vantagem de que o ponto de deposição das esferas PSL no wafer é claramente visível, e a superfície restante do wafer ao redor do ponto de deposição permanece livre de quaisquer esferas PSL. A vantagem é que, com o tempo, é possível determinar quando o padrão de wafer de calibração está muito sujo para ser usado como referência de tamanho. A deposição pontual força todas as esferas PSL desejadas na superfície do wafer em um local controlado; assim, obtém-se um número muito menor de esferas PSL e uma precisão de contagem aprimorada. Applied Physics Utiliza-se um modelo 2300XP1 com tecnologia DMA (Analisador de Mobilidade Diferencial) para garantir que o pico de tamanho de partícula PSL depositado, rastreável pelo NIST, seja preciso e esteja em conformidade com os padrões de tamanho do NIST. Um CPC é utilizado para controlar a precisão da contagem. O DMA foi projetado para remover partículas indesejadas, como dupletos e tripletos, do fluxo de partículas. O DMA também foi projetado para remover partículas indesejadas à esquerda e à direita do pico de partículas, garantindo assim um pico de partículas monodisperso depositado na superfície do wafer. A deposição sem a tecnologia DMA permite que dupletos, tripletos e partículas de fundo indesejadas sejam depositados na superfície do wafer, juntamente com o tamanho de partícula desejado.

Tecnologia de produção de padrões de wafers de calibração PSL
Os padrões de wafer PSL são geralmente produzidos de duas maneiras: Deposição Direta e Deposições Controladas por DMA.

Applied Physics É possível utilizar tanto o controle de deposição por DMA quanto o controle de deposição direta. O controle por DMA proporciona a maior precisão de tamanho abaixo de 150 nm, oferecendo distribuições de tamanho muito estreitas com mínima névoa, dupletos e tripletos depositados no fundo. Também proporciona excelente precisão de contagem. A deposição direta por PSL oferece boas deposições de 150 nm até 5 mícrons.

Deposição Direta

O método de Deposição Direta utiliza uma fonte de esferas de látex de poliestireno monodispersas ou uma fonte de nanopartículas de sílica monodispersas, diluídas na concentração apropriada, misturadas com um fluxo de ar altamente filtrado ou fluxo de nitrogênio seco e depositadas uniformemente sobre uma lâmina de silício ou uma fotomáscara em branco, seja em deposição total ou localizada. A Deposição Direta é menos dispendiosa, porém menos precisa em termos de tamanho. É mais indicada para deposições de PSL (poliestireno lamelar) com dimensões entre 1 e 12 micrômetros.

Se compararmos várias empresas que produzem esferas de látex de poliestireno do mesmo tamanho, por exemplo, a 204 nm, podemos observar uma diferença de até 3% no tamanho do pico entre as duas deposições de PSL (poliestireno-látex) das diferentes empresas. Essa variação é causada por métodos de fabricação, instrumentos e técnicas de medição. Isso significa que, ao depositar esferas de látex de poliestireno por "Deposição Direta" a partir de uma garrafa, o tamanho depositado não é analisado por um analisador de mobilidade diferencial (DMA), e o resultado será qualquer variação de tamanho presente na garrafa de látex de poliestireno. O DMA tem a capacidade de isolar um pico de tamanho muito específico.

Analisador de Mobilidade Diferencial, Deposição de Partículas por DMA

O segundo método, muito mais preciso, é o Controle de Deposição por DMA (Analisador de Mobilidade Diferencial). O controle por DMA permite o controle de parâmetros-chave, como fluxo de ar, pressão do ar e voltagem do DMA, seja manualmente ou por meio de um controle automatizado de receita, sobre as esferas de PSL e partículas de sílica a serem depositadas. O DMA é calibrado de acordo com os padrões NIST em 60 nm, 102 nm, 269 nm e 895 nm. As esferas de PSL e as partículas de sílica são diluídas com água deionizada até a concentração desejada, atomizadas em um aerossol e misturadas com ar seco ou nitrogênio seco para evaporar a água deionizada ao redor de cada esfera ou partícula. O diagrama de blocos à direita descreve o processo. O fluxo de aerossol é então neutralizado para remover cargas duplas e triplas do fluxo de ar com partículas. O fluxo de partículas é então direcionado para o DMA usando um controle de fluxo de ar de alta precisão por meio de controladores de fluxo de massa e um controle de voltagem por meio de fontes de alimentação de alta precisão. O DMA isola um pico de partículas desejado do fluxo de ar, removendo também partículas indesejadas do fundo à esquerda e à direita do pico de tamanho desejado. O DMA fornece um pico estreito de tamanho de partícula com a precisão desejada, com base na calibração de tamanho do NIST; que é então direcionado para a superfície do wafer para deposição. O pico de partículas desejado tem tipicamente uma largura de distribuição de 3% ou menos, depositado uniformemente sobre o wafer como uma Deposição COMPLETA, ou depositado em um pequeno ponto circular em qualquer lugar ao redor do wafer, chamado de Deposição PONTUAL. A contagem de partículas é monitorada simultaneamente na superfície do wafer. A calibração do DMA usando Padrões de Tamanho Rastreáveis ​​pelo NIST garante que o pico de tamanho seja altamente preciso em tamanho e estreito, proporcionando uma excelente calibração de tamanho de partícula para um sistema de inspeção de wafers KLA-Tencor SP1 e KLA-Tencor SP2, SP3, SP5 ou SP5xp.

Se esferas de PSL de 204 nm de dois fabricantes diferentes fossem usadas em um sistema de deposição de partículas controlado por DMA, o DMA isolaria o mesmo pico de tamanho exato dessas duas esferas de PSL diferentes, de modo que uma camada precisa de 204 nm seria depositada na superfície do wafer.

Um sistema de deposição de partículas controlado por DMA (Análise Dinâmica Metabólica) oferece uma precisão de contagem muito maior, além de controle computadorizado da receita durante todo o processo de deposição. Ademais, um sistema baseado em DMA pode depositar nanopartículas de sílica com diâmetros que variam de 50 nm a 2 micrômetros.

Padrão de pastilha de calibração – Solicite um orçamento
Padrão de wafer de calibração PSL da Applied Physics Padrão de wafer de calibração PSL da Inc. Applied Physics Inc

Padrão de pastilha de calibração usando partículas de microesferas de poliestireno

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Applied Physics Fornecemos padrões de calibração de wafers utilizando padrões de tamanho de partículas para calibrar a precisão dimensional dos equipamentos KLA-Tencor Surfscan SP1, KLA-Tencor Surfscan SP2, KLA-Tencor Surfscan SP3, KLA-Tencor Surfscan SP5, KLA-Tencor Surfscan SP5xp, Surfscan 6420, Surfscan 6220, Surfscan 6200, ADE, Hitachi e Topcon SSIS, além de sistemas de inspeção de wafers. Nosso sistema de deposição de partículas 2300 XP1 permite a deposição em wafers de silício de 100 mm, 125 mm, 150 mm, 200 mm e 300 mm, utilizando esferas de látex de poliestireno (PSL) rastreáveis ​​pelo NIST e padrões de tamanho de partículas de sílica.

Esses padrões de wafer de calibração PSL são usados ​​por gerentes de metrologia de semicondutores para calibrar as curvas de resposta dimensional de sistemas de inspeção de superfície por varredura (SSIS) fabricados pela KLA-Tencor, Topcon, ADE e Hitachi. Os padrões de wafer PSL também são usados ​​para avaliar a uniformidade da varredura de uma ferramenta Tencor Surfscan sobre o wafer de silício ou filme depositado.

Um padrão de wafer de calibração é usado para verificar e controlar duas especificações de uma ferramenta SSIS: precisão de tamanho em tamanhos de partícula específicos e uniformidade da varredura em todo o wafer durante cada varredura. O wafer de calibração é geralmente fornecido como uma deposição completa em um tamanho de partícula, tipicamente entre 50 nm e 12 micrômetros. Ao depositar em todo o wafer, ou seja, uma deposição completa, o sistema de inspeção de wafers identifica o pico da partícula e o operador pode determinar facilmente se a ferramenta SSIS está dentro da especificação para esse tamanho. Por exemplo, se o padrão de wafer for de 100 nm e a ferramenta SSIS detectar o pico em 95 nm ou 105 nm, a ferramenta SSIS está descalibrada e pode ser calibrada usando o padrão de wafer PSL de 100 nm. A varredura em todo o padrão de wafer também informa ao técnico o quão bem a ferramenta SSIS detecta em todo o padrão de wafer PSL, procurando por similaridade na detecção de partículas em todo o padrão de wafer depositado uniformemente. A superfície do wafer padrão é revestida com esferas de PSL de tamanho específico, garantindo que nenhuma porção do wafer fique sem elas. Durante a varredura do wafer padrão de PSL, a uniformidade da varredura em todo o wafer deve indicar que a ferramenta SSIS não está negligenciando certas áreas. A precisão da contagem em um wafer com deposição completa é subjetiva, visto que a eficiência de contagem de duas ferramentas SSIS diferentes (local de deposição e local do cliente) é diferente, às vezes em até 50%. Assim, o mesmo wafer padrão de partículas, depositado com um pico de tamanho altamente preciso de 204 nm a 2500 contagens e contado pela ferramenta SSIS 1, pode ser escaneado pela SSIS 2 no local do cliente e a contagem do mesmo pico de 204 nm pode variar entre 1500 e 3000 contagens. Essa diferença de contagem entre as duas ferramentas SSIS se deve à eficiência do laser de cada PMT (tubo fotomultiplicador) operando nas duas ferramentas SSIS separadas. A precisão da contagem entre dois sistemas diferentes de inspeção de wafers geralmente difere devido às diferenças de potência do laser e intensidade do feixe de laser dos dois sistemas.

Padrão de wafer de calibração, deposição total, 5 µm – Padrão de wafer de calibração, deposição pontual, 100 nm

Os padrões de calibração PSL são fornecidos em dois tipos de deposição: Deposição Total e Deposição Pontual, conforme mostrado acima.

Podem ser depositadas esferas de látex de poliestireno (esferas de PSL) ou nanopartículas de sílica.

Os padrões de wafer PSL com deposição pontual são usados ​​para calibrar a precisão dimensional de uma ferramenta SSIS em um ou múltiplos picos de tamanho.

Um padrão de wafer de calibração com deposição pontual apresenta a vantagem de que o ponto de deposição das esferas PSL no wafer é claramente visível, e a superfície restante do wafer ao redor do ponto de deposição permanece livre de quaisquer esferas PSL. A vantagem é que, com o tempo, é possível determinar quando o padrão de wafer de calibração está muito sujo para ser usado como referência de tamanho. A deposição pontual força todas as esferas PSL desejadas na superfície do wafer em um local controlado; assim, obtém-se um número muito menor de esferas PSL e uma precisão de contagem aprimorada. Applied Physics Utiliza-se um modelo 2300XP1 com tecnologia DMA (Analisador de Mobilidade Diferencial) para garantir que o pico de tamanho de partícula PSL depositado, rastreável pelo NIST, seja preciso e esteja em conformidade com os padrões de tamanho do NIST. Um CPC é utilizado para controlar a precisão da contagem. O DMA foi projetado para remover partículas indesejadas, como dupletos e tripletos, do fluxo de partículas. O DMA também foi projetado para remover partículas indesejadas à esquerda e à direita do pico de partículas, garantindo assim um pico de partículas monodisperso depositado na superfície do wafer. A deposição sem a tecnologia DMA permite que dupletos, tripletos e partículas de fundo indesejadas sejam depositados na superfície do wafer, juntamente com o tamanho de partícula desejado.

Tecnologia de produção de padrões de wafers de calibração PSL
Os padrões de wafer PSL são geralmente produzidos de duas maneiras: Deposição Direta e Deposições Controladas por DMA.

Applied Physics É possível utilizar tanto o controle de deposição por DMA quanto o controle de deposição direta. O controle por DMA proporciona a maior precisão de tamanho abaixo de 150 nm, oferecendo distribuições de tamanho muito estreitas com mínima névoa, dupletos e tripletos depositados no fundo. Também proporciona excelente precisão de contagem. A deposição direta por PSL oferece boas deposições de 150 nm até 5 mícrons.

Deposição Direta

O método de Deposição Direta utiliza uma fonte de esferas de látex de poliestireno monodispersas ou uma fonte de nanopartículas de sílica monodispersas, diluídas na concentração apropriada, misturadas com um fluxo de ar altamente filtrado ou fluxo de nitrogênio seco e depositadas uniformemente sobre uma lâmina de silício ou uma fotomáscara em branco, seja em deposição total ou localizada. A Deposição Direta é menos dispendiosa, porém menos precisa em termos de tamanho. É mais indicada para deposições de PSL (poliestireno lamelar) com dimensões entre 1 e 12 micrômetros.

Se compararmos várias empresas que produzem esferas de látex de poliestireno do mesmo tamanho, por exemplo, a 204 nm, podemos observar uma diferença de até 3% no tamanho do pico entre as duas deposições de PSL (poliestireno-látex) das diferentes empresas. Essa variação é causada por métodos de fabricação, instrumentos e técnicas de medição. Isso significa que, ao depositar esferas de látex de poliestireno por "Deposição Direta" a partir de uma garrafa, o tamanho depositado não é analisado por um analisador de mobilidade diferencial (DMA), e o resultado será qualquer variação de tamanho presente na garrafa de látex de poliestireno. O DMA tem a capacidade de isolar um pico de tamanho muito específico.

Analisador de Mobilidade Diferencial, Deposição de Partículas por DMA

O segundo método, muito mais preciso, é o Controle de Deposição por DMA (Analisador de Mobilidade Diferencial). O controle por DMA permite o controle de parâmetros-chave, como fluxo de ar, pressão do ar e voltagem do DMA, seja manualmente ou por meio de um controle automatizado de receita, sobre as esferas de PSL e partículas de sílica a serem depositadas. O DMA é calibrado de acordo com os padrões NIST em 60 nm, 102 nm, 269 nm e 895 nm. As esferas de PSL e as partículas de sílica são diluídas com água deionizada até a concentração desejada, atomizadas em um aerossol e misturadas com ar seco ou nitrogênio seco para evaporar a água deionizada ao redor de cada esfera ou partícula. O diagrama de blocos à direita descreve o processo. O fluxo de aerossol é então neutralizado para remover cargas duplas e triplas do fluxo de ar com partículas. O fluxo de partículas é então direcionado para o DMA usando um controle de fluxo de ar de alta precisão por meio de controladores de fluxo de massa e um controle de voltagem por meio de fontes de alimentação de alta precisão. O DMA isola um pico de partículas desejado do fluxo de ar, removendo também partículas indesejadas do fundo à esquerda e à direita do pico de tamanho desejado. O DMA fornece um pico estreito de tamanho de partícula com a precisão desejada, com base na calibração de tamanho do NIST; que é então direcionado para a superfície do wafer para deposição. O pico de partículas desejado tem tipicamente uma largura de distribuição de 3% ou menos, depositado uniformemente sobre o wafer como uma Deposição COMPLETA, ou depositado em um pequeno ponto circular em qualquer lugar ao redor do wafer, chamado de Deposição PONTUAL. A contagem de partículas é monitorada simultaneamente na superfície do wafer. A calibração do DMA usando Padrões de Tamanho Rastreáveis ​​pelo NIST garante que o pico de tamanho seja altamente preciso em tamanho e estreito, proporcionando uma excelente calibração de tamanho de partícula para um sistema de inspeção de wafers KLA-Tencor SP1 e KLA-Tencor SP2, SP3, SP5 ou SP5xp.

Se esferas de PSL de 204 nm de dois fabricantes diferentes fossem usadas em um sistema de deposição de partículas controlado por DMA, o DMA isolaria o mesmo pico de tamanho exato dessas duas esferas de PSL diferentes, de modo que uma camada precisa de 204 nm seria depositada na superfície do wafer.

Um sistema de deposição de partículas controlado por DMA (Análise Dinâmica Metabólica) oferece uma precisão de contagem muito maior, além de controle computadorizado da receita durante todo o processo de deposição. Ademais, um sistema baseado em DMA pode depositar nanopartículas de sílica com diâmetros que variam de 50 nm a 2 micrômetros.

Padrão de pastilha de calibração – Solicite um orçamento
Padrão de wafer de calibração PSL da Applied Physics Padrão de wafer de calibração PSL da Inc. Applied Physics Inc.