OEM-Spektrometer für die Halbleiterfertigung

Spektrometer für die Halbleiterfertigung

Die Halbleiterfertigung erfordert extreme Präzision, schnelles Feedback und hochstabile Messwerkzeuge. Die optische Spektroskopie ist von zentraler Bedeutung für die moderne Halbleitermetrologie, da sie zerstörungsfreie, hochschnelle und hochsensitive Messungen direkt in Produktionsumgebungen ermöglicht. Die Spektrometer von Ibsen sind speziell für OEMs konzipiert, die fortschrittliche Metrologie- und Prozesskontrollwerkzeuge für die Halbleiterfertigung in großen Stückzahlen entwickeln.

Warum sind die Spektrometer von Ibsen gut für die Halbleiterfertigung geeignet?

Ibsen bietet UV-VIS-, NIR- und Raman-Spektrometer, die für anspruchsvolle Halbleiterwerkzeuge entwickelt wurden und hohe optische Leistung mit robusten, OEM-fähigen Designs kombinieren.

Die Hauptvorteile sind:

  • Entwickelt für die Serienfertigung mit streng kontrollierten Produktionstoleranzen, was eine exzellente Konsistenz von Instrument zu Instrument gewährleistet

  • Mehrere Wellenlängenbereiche: 190-435 nm, 190-850 nm, 190‑1100 nm, 360-830 nm, 475‑1050 nm, 900-1700 nm, 1100‑2100 nm, 532-732 nm, 785-1080nm, passend zu den verschiedenen Anwendungen in der Halbleitermetrologie und spektroskopischen Techniken.

  • Plattformen für jeden Bedarf: hochempfindliche EAGLE und ROCK für Raman und NIR, Breitband-FREEDOM für UV und UV-VIS sowie PEBBLE für ultrakompakte Designs.

  • Hoher optischer Durchsatz durch in-house Transmissionsgitter mit bis zu 90 % Beugungseffizienz und Optiken mit hoher numerischer Apertur.

  • Geringes Streulicht: dank in-house gefertigter Master-Transmissionsgitter.

  • Robuste und stabile Konstruktionen ohne bewegliche Teile, verifiziert durch umfassende Umweltqualifizierung.

  • Flexible Detektoroptionen, die den richtigen Kompromiss zwischen SNR, Dynamikbereich, Empfindlichkeit, Geschwindigkeit und Kosten ermöglichen.

  • Anpassung und Individualisierung zur Erfüllung der Kundenanforderungen

UV-VIS-Spektrometer für die Halbleiterfertigung

Warum wird optische Spektroskopie für die Halbleiterfertigung eingesetzt?

Die Halbleiterindustrie erfordert eine präzise Echtzeitüberwachung von Materialien und Prozessen, um Ausbeute und Geräteleistung aufrechtzuerhalten. Die optische Spektroskopie wird häufig eingesetzt, weil sie ist:

  • Zerstörungsfrei

  • Hohe Empfindlichkeit

  • Schnell und kompatibel mit der Inline-Integration

  • In der Lage, Materialien und Prozesse ohne Unterbrechung der Produktion zu untersuchen

Kompakte Spektrometer, die in Produktionswerkzeuge integriert sind, liefern sofortiges Feedback, wodurch Ingenieure Abweichungen frühzeitig erkennen, Ausschuss reduzieren und eine gleichbleibende Qualität gewährleisten können. Typische Anwendungen umfassen Optical Critical Dimension (OCD)-Messungen, Dünnschichtcharakterisierung, Endpunkterkennung und chemische Prozesskontrolle.

Was sind Optical Critical Dimension (OCD)-Messungen und wie funktionieren sie?

OCD, auch bekannt als optische Scatterometrie, ist eine zerstörungsfreie, hochdurchsatzfähige Technik, die zur Messung von Strukturdimensionen auf strukturierten Wafern eingesetzt wird.
Ein UV-VIS-Spektrometer sammelt gebeugtes Licht von periodischen Teststrukturen auf dem Wafer, und die resultierenden Spektren werden mithilfe von Computermodellen analysiert, um kritische Dimensionen und Materialeigenschaften zu extrahieren. Dies ermöglicht eine präzise, schnelle Metrologie kritischer Dimensionen, ohne den Wafer zu beschädigen.
Spektrometer, die für diesen Zweck verwendet werden, decken typischerweise den Bereich von 200–800 nm ab und erfordern eine hohe Auflösung und ein hohes Signal-to-Noise-Verhältnis.

Optische kritische Dimension mittels Spektroskopie
Dünnschicht mittels Spektroskopie

Wie werden Dünnschichten mittels Spektroskopie gemessen?

Dünnschichtdicke und Brechungsindex werden typischerweise mittels Ellipsometrie oder spektraler Reflektometrie gemessen. Spektrometer, die den UV-VIS-NIR-Bereich abdecken, erfassen Spektraldaten, die dann mit optischen Modellen analysiert werden, um Filmeigenschaften zu bestimmen. Diese Messungen stellen sicher, dass abgeschiedene Schichten die Designspezifikationen hinsichtlich Dicke, Gleichmäßigkeit und optischer Eigenschaften erfüllen.

Wie unterstützt die optische Spektroskopie die Endpunkterkennung?

Die Endpunkterkennung stellt sicher, dass Plasmaprozesse wie Ätzen und Abscheiden genau im richtigen Moment stoppen. Optische Emissionsspektroskopie (OES)-Systeme überwachen die Plasmachemie in Echtzeit durch ein Fenster in der Kammer, um zu bestimmen, wann eine Schicht vollständig geätzt oder ein Abscheidungsschritt abgeschlossen ist.

Spektrometer, die für diesen Zweck verwendet werden, decken typischerweise den Bereich von 190–1100 nm ab und erfordern eine hohe Auflösung, hohen Dynamikbereich, starke Signal-to-Noise-Leistung und geringes Streulicht, um subtile spektrale Änderungen zuverlässig zu erkennen.

Endpunkterkennung mittels Spektroskopie
Nasschemische Analyse mittels Spektroskopie

Wie wird optische Spektroskopie eingesetzt, um Nasschemie und andere Halbleiterprozesse zu steuern?

Nasschemische Prozesse erfordern eine strenge Kontrolle, um ein konsistentes Ätzen und Reinigen zu gewährleisten. Es werden verschiedene Arten von Spektroskopietechniken eingesetzt, abhängig von der zu analysierenden genauen Chemie:
UV-VIS-Absorption für die chemische Konzentration
NIR für organische Verbindungen und Verunreinigungen
Raman für bestimmte Verbindungen und strukturelle Änderungen
Diese Messungen tragen dazu bei, die Prozessstabilität, Reproduzierbarkeit und den Gesamtertrag zu erhalten.

Die Spektrometer, die wir anbieten für die Halbleiterfertigung

Unsere UV-VIS-Spektrometer sind kompakt, leistungsstark und mechanisch robust, wodurch sie sich ideal für die Integration in Metrologieinstrumente für die Halbleiterfertigung eignen. Ihre geringe Stellfläche, die Hochgeschwindigkeitserfassung und die industrietaugliche Stabilität ermöglichen einen zuverlässigen Betrieb selbst in anspruchsvollen Umgebungen.

Für die Raman-Spektroskopie bieten wir Konfigurationen an, die für 532 nm, 785 nm und 830 nm Laseranregung geeignet sind, unterstützt durch mehrere gekühlte Detektoroptionen, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden. Unsere Raman-Spektrometer sind dank der Verwendung von Transmissionsgittern mit nahezu 100 % Effizienz außergewöhnlich empfindlich.

Unsere NIR-Spektrometer sind robuste Einheiten, die für verschiedene Anwendungen optimiert sind, von kosteneffizienten, Kompakten Spektrometern für den Masseneinsatz von Spektralsensoren bis hin zu Spektrometern mit höchster Empfindlichkeit und bestem Signal-to-Noise-Verhältnis.

Für detailliertere Informationen zu unseren Spektrometern für die verschiedenen spektroskopischen Techniken wählen Sie bitte unten aus.

UV-VIS: UV (190-435 nm) | VIS (360-830 nm) | UV-VIS (190-850 nm)
NIR: NIR (900-2100 nm)
Raman: 532 | 785 | 830

Raman-Spektrometer für die Halbleiterfertigung

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