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May 09, 2024

Il SAM avanzato convalida l'integrità dei mandrini elettrostatici

SAM fornisce l'ispezione dei mandrini elettrostatici sinterizzati utilizzati per gestire i wafer nella fabbricazione di chip. L'industria della fabbricazione di semiconduttori dispone ora di un nuovo strumento avanzato di ispezione della qualità chiamato

SAM fornisce l'ispezione dei mandrini elettrostatici sinterizzati utilizzati per gestire i wafer nella fabbricazione di chip.

L’industria della fabbricazione di semiconduttori ha ora a disposizione un nuovo strumento avanzato di ispezione della qualità chiamato microscopia acustica a scansione che può migliorare notevolmente l’affidabilità dei mandrini elettrostatici utilizzati per trattenere i wafer durante processi quali la deposizione di vapore e l’attacco.

I mandrini elettrostatici (ESC) utilizzano una piastra con elettrodi incorporati che vengono energizzati con alta tensione per stabilire una forza di tenuta elettrostatica che può essere utilizzata per "afferrare" oggetti molto delicati come wafer, fogli o pellicole. Gli ESC sono costruiti a strati, con uno strato di elettrodi serigrafati inserito tra strati di materiale ceramico isolante. L'intera struttura viene poi sinterizzata per creare un unico mandrino.

Considerato che gli ESC sono così parte integrante del processo di produzione dei wafer, una sfida è stata la mancanza di strumenti ad alta risoluzione in grado di ispezionare più strati di materiale sinterizzato per convalidare l'integrità del pacchetto. Gli ESC realizzati in questo modo possono mostrare fluttuazioni o non uniformità nello spessore dello strato dielettrico, nonché crepe e pori estremamente piccoli che possono influire negativamente sulla capacità del mandrino di fissare elettrostaticamente gli oggetti.

Poiché gli ESC devono essere costruiti e funzionare in modo impeccabile per mantenere l'estrema precisione richiesta nella produzione di wafer semiconduttori, la microscopia acustica a scansione (SAM) è diventata un nuovo importante strumento per l'industria per convalidare l'integrità dell'ESC durante la produzione.

SAM è un metodo di test ad ultrasuoni non invasivo e non distruttivo. Il test è già lo standard del settore per l'ispezione al 100% dei componenti dei semiconduttori per identificare difetti come vuoti, crepe e delaminazione di diversi strati all'interno dei dispositivi microelettronici. Ora, lo stesso rigore dei test di qualità e dell'analisi dei guasti viene applicato per garantire l'integrità dell'ESC.

“Il SAM non solo è in grado di rilevare le fluttuazioni nello spessore dello strato dielettrico, ma anche la presenza di crepe e pori estremamente piccoli che potrebbero compromettere la capacità dell'ESC di fissare elettrostaticamente il substrato alla superficie di serraggio. È essenzialmente l'equivalente di una radiografia all'interno del pezzo, quindi è un metodo di test completo per garantire la qualità", ha affermato Hari Polu, presidente di OKOS, un produttore con sede in Virginia di sistemi SAM e sistemi industriali non distruttivi a ultrasuoni (NDT). . OKOS è una consociata interamente controllata da PVA TePla AG, Germania e offre sistemi di ispezione manuali e automatizzati per pannelli piatti, lastre sottili, dischi circolari, target sputtering e leghe speciali.

Per convalidare l'integrità dei mandrini elettrostatici, la microscopia acustica a scansione ad array a fasi avanzata funziona dirigendo il suono focalizzato da un trasduttore in un piccolo punto su un oggetto target. Il suono che colpisce l'oggetto viene diffuso, assorbito, riflesso o trasmesso. Rilevando la direzione degli impulsi diffusi e il “tempo del volo”, è possibile determinare la presenza di un confine o di un oggetto, nonché la sua distanza.

Per produrre un'immagine, i campioni vengono scansionati punto per punto e linea per linea. Le modalità di scansione spaziano dalle viste a livello singolo alle scansioni dei vassoi e alle sezioni trasversali. Le scansioni multistrato possono includere fino a 50 livelli indipendenti. Le informazioni specifiche sulla profondità possono essere estratte e applicate per creare immagini bi e tridimensionali senza la necessità di lunghe procedure di scansione tomografica e di radiografie più costose. Le immagini vengono quindi analizzate per rilevare e caratterizzare difetti come eventuali irregolarità nello spessore dello strato dielettrico dell'ESC nonché minuscole crepe e pori.

"OKOS ha sfruttato le lezioni e le rigorose specifiche del mondo dei semiconduttori e ha adattato i nostri sistemi di scansione SAM per fornire soluzioni uniche specifiche per l'ispezione della qualità dei mandrini elettrostatici", ha affermato Polu. “Con questo tipo di test, possiamo ispezionare i materiali a un livello uno due ordini di grandezza migliori rispetto alle opzioni tradizionali per scoprire difetti come vuoti, crepe e delaminazione di diversi strati piccoli fino a 50 micron che prima non venivano rilevati”.