Série LEM

Monitoramento de ponto final da câmera baseado em interferometria a laser em tempo real

Nosso Monitor de Processo Interferométrico em Tempo Real proporciona detecção de alta precisão da espessura do filme e da profundidade da ranhura durante o processo de corrosão/deposição.
Dependendo da aplicação, a câmera LEM inclui um laser de 670, 905 ou 980 nm e, quando montada em qualquer câmara de processo de gravação/deposição a seco com visão direta da superfície do wafer, gera um pequeno ponto de laser na superfície da amostra.

A interferência ocorre quando a luz monocromática incide sobre a superfície da amostra, resultando em diferentes comprimentos de percurso óptico devido às variações na espessura e altura do filme.
Isso permite o monitoramento em tempo real da taxa de corrosão/deposição e, consequentemente, da espessura, além da contagem de franjas e análises mais complexas, proporcionando um controle de processo aprimorado para uma ampla variedade de processos. Adicionalmente, as interfaces podem ser detectadas pela variação em sua refletividade.

Segmento: Semicondutor

Divisão:Controle de Processo a Seco

Fabricante: HORIBA France SAS

Características gerais

Baseada na técnica de interferometria, a câmera LEM é ideal para monitoramento da taxa de corrosão/deposição, contagem de franjas e detecção de pontos finais, proporcionando detecção de alta precisão da espessura do filme, profundidade da ranhura e também de interfaces.
A câmera LEM pode ser montada em qualquer câmara de processamento com visão direta da superfície do wafer e fornece uma imagem CCD digital em tempo real da superfície da amostra, simplificando o posicionamento do ponto.

LEM CCD image of the wafer
^{Figura 1: A imagem da câmera simplifica o posicionamento do ponto}

Características gerais

Múltiplas configurações para atender às suas necessidades.
A câmera LEM está disponível com:
- 2 configurações:
  - Sensor LEM
    - Saída analógica simples,
    - Ideal para OEMs (somente sensor)
  - Instrumento completo LEM-CT
    - Inclui controle computadorizado completo (software Sigma_P) com um editor de receitas intuitivo para monitoramento avançado de processos. Ideal para OEMs e desenvolvimento de processos em ambientes de P&D industrial.
- Existem 3 tipos de lasers compatíveis com uma ampla gama de filmes, incluindo SiN, _SiO₂, GaAs, InP, AlGaAs, GaN… A câmera LEM utiliza laser visível (670 nm) ou NIR (905, 980 nm), dependendo da aplicação.
- Palco XY manual ou motorizado
- Controle de inclinação perpendicular na meia LEM (padrão) ou usando uma função de inclinação mais fácil (opcional)
Cabeçote do sensor: Câmera com imagem CCD
Uma ampla faixa de distância entre a lente objetiva e o wafer, de 200 mm a 800 mm. O uso de lasers possibilita um diâmetro de ponto tão pequeno quanto 20 µm a 100 µm. Um design de amplificador compacto e independente que permite o monitoramento simples de saídas de 0 V a 10 V com apenas uma câmera, quando conectado a dispositivos como um registrador de dados.
Este sistema calcula a velocidade de corrosão/deposição da área monitorada através da análise da intensidade da interferência com base no ciclo, permitindo a detecção do ponto final a partir da espessura de filme e profundidade da ranhura prescritas.
Com base nessa teoria, esse sistema é extremamente estável e pode ser usado com filmes multicamadas complexos.
Capturador de quadros
O dispositivo de captura de vídeo permite otimizar o posicionamento da câmera e também definir o ponto de captura no local correto para o monitoramento do processo.
Tipo de onda de interferência tradicional
O eixo horizontal representa o tempo. Um ciclo de interferência é gerado em relação à profundidade de corrosão à medida que o processo de corrosão progride. A quantidade de corrosão durante um ciclo é exibida como Espessura/Profundidade = λ (comprimento de onda do laser) / 2n (índice de refração do filme corroído).
Sigma_P para monitoramento em tempo real e endpoints
O software Sigma_P© permite configurar rapidamente receitas e, em seguida, criar uma detecção robusta de pontos finais:
- Utilizando a plataforma de software baseada no Windows 10, a interação intuitiva do usuário permite lidar com o comprimento de onda do laser ao longo do tempo.
- Um editor de receitas simples permite ao usuário criar receitas eficientes, realizar cálculos aritméticos e filtragens de sinais, além de definir condições e decisões para os pontos finais, utilizando um editor de fórmulas com ajuda online integrada.
- É possível exibir até 8 curvas na mesma tela para monitorar simultaneamente o sinal, a derivada, além de variáveis específicas do método interferométrico e o ponto final.
Gestão de receitas
O conceito unificado permite configurar receitas em um editor de receitas intuitivo e fácil de usar, semelhante ao Excel.
Com o recurso de expansão de configurações do software Sigma_P, muitos algoritmos compatíveis para detecção de sinais especiais e detecção de sinais com baixa relação sinal/ruído estão incluídos e podem ser expandidos a qualquer momento.
Gerenciamento de SQL
O banco de dados da câmara e os bancos de dados de ferramentas estão integrados próximos ao sensor e podem ser acessados online pelo operador, por meio de receitas, por estatísticos, por servidores APC e pelo escritório remoto do engenheiro de processos.
Gerenciador de reprocessamento para reproduzir dados brutos
Para permitir a reprodução instantânea do tratamento matemático para otimização de instrumentação, bem como o reprocessamento automático programado de múltiplas execuções de dados para validação de processos, extensões de APC e estudos paramétricos.
Esses dados também podem ser enviados diretamente para a HORIBA para análise e otimização.
Gerenciador de Receitas Ativo
As extensões permitem a troca de dados entre execuções, wafers, lotes e câmaras, para um controle de produção aprimorado.
Controle Estatístico de Processos in situ
Mecanismo de estatísticas que permite que as receitas calculem automaticamente as métricas de produção e os valores padrão, acionado diretamente pelo usuário, mas também pelo host ou pela mesa de engenharia.
Gerenciador de Link de Dados de Automação
Flexibilidade de projeto para interfacear câmaras, mainframes de equipamentos, hosts de fábrica e servidores de fábrica usando middlewares: Controle Remoto (RS 232, TCP/IP, PIO), SECS, HSMS, LAN de fábrica, e-mail de fábrica e outros protocolos.
Gerenciador de Algoritmos Avançados
Combinação de poderosas ferramentas matemáticas externas com o editor de fórmulas matemáticas nativo da receita e calculadora matemática integrada.

Modelador cinético para engenharia interferométrica
Curva interferométrica teórica de acordo com a estrutura de empilhamento (cada camada é caracterizada por seu material, espessura e taxa de corrosão/deposição) e comprimento de onda utilizado. Permite obter uma curva de referência antes da aplicação real em wafers.

Opções
- Modelos XY estágio 2: Manual ou motorizado (com controlador e joystick)
- Inclinação manual para facilitar a configuração da perpendicularidade (laboratórios FA)
- Controlador de PC, 2 modelos: Padrão ou de Alta Qualidade
Condições de fixação
Será necessária uma janela de visualização de medição de ø20 ou maior na direção vertical ao longo do wafer.

Aplicações LEM-CT

Generalidade

Em relação à interferometria (laser ou multi-comprimento de onda usando fonte de lâmpada de flash de amplo espectro), a detecção do ponto final consiste principalmente em três etapas:

Seleção dos comprimentos de onda relevantes que carregam informações sobre a transição (detecção de interface) ou espessura/profundidade/espessura restante.
uma filtragem de dados em tempo real (em sentido amplo) e a construção de um indicador de ponto final,
uma série de testes para confrontar o algoritmo com a realidade das flutuações de produção.

Para atender a esses novos requisitos, HORIBA desenvolveu uma geração exclusiva de sensores (hardware e software), baseados em interferometria, para detecção de falhas, análise de ponto final e controle avançado de processos (APC), adaptáveis a todos os gravadores, para ajudar engenheiros e fabricantes de fábricas a gerenciar produtos e tecnologias atuais e futuras.

Interferometria: INT

LEM-CT para informações precisas e confiáveis de espessura/profundidade em tempo real

Além do plasma, as informações da amostra também são complexas. LEM-CT (como EV 2.0 INT), montado em qualquer câmara de processamento com visão direta da parte superior do wafer, Permite obter informações locais sobre estruturas multicamadas opticamente semitransparentes. Isso possibilita o monitoramento em tempo real da taxa de corrosão e, consequentemente, da espessura corroída, proporcionando um controle de processo aprimorado para uma ampla variedade de processos. Além disso, as interfaces podem ser detectadas pela variação em sua refletividade.

Baseada na técnica de interferometria, a LEM-CT é ideal para monitoramento da taxa de corrosão/deposição e detecção de pontos finais, proporcionando detecção de alta precisão na contagem de franjas, espessura do filme, profundidade da trincheira, interfaces…

A interferência ocorre quando a luz monocromática incide sobre a superfície da amostra, resultando em diferentes comprimentos de percurso óptico devido às variações na espessura e altura do filme.
HORIBA fornece um PC com Windows 10 Pro de 64 bits e o software HORIBA dedicado ao monitoramento interferométrico e de endpoints.

LEM

Descrição do sistema

A câmera LEM consiste em uma seção compacta de medição de interferência que inclui a fonte de laser, o receptor de luz e os componentes ópticos, bem como a iluminação e a câmera de imagem CCD, permitindo o monitoramento de qualquer área da superfície do wafer usando imagens microscópicas.

Fonte de luz

Diodo laser

Comprimentos de onda da fonte de luz

670 nm, 905 nm, 980 nm

Ampliação

50x (G50) ou 120x (G120)

Diâmetro do ponto

20 μm a 100 μm,
dependendo da distância entre a câmera e o wafer

Detector

Diodo fotoelétrico PIN

Dimensões da câmera

65 (L) × 160 (A) × 100 (P) mm
2,6 (L) × 6,3 (A) × 3,9 (P) polegadas
(apenas câmera, excluindo palco)

Massa da câmera

1,2 kg, 2,6 lb

Remoto

O LEM-CT só pode ser conectado a qualquer host através de um link digital com conector RJ45: TCP/IP.
Uma caixa SEQ70 opcional contém uma placa de interface para fornecer isolamento galvânico entre o hardware do controlador principal do HOST/Ferramenta e a eletrônica principal da caixa.

Etiqueta em	Descrição	Tipo de plugue
Remoto	PIO, RS, analógico 0-5V	DB25 feminino

Isso permite a comunicação por meio de fiação lógica, de forma rápida e determinística, com optoacopladores completos e isolamento de picos de energia, características comuns em ambientes de fabricação industrial.

CABINE DE SINALIZAÇÃO LEM

O LEM-CT é fornecido apenas com uma caixa de sinal LEM conectada via USB ao PC para coleta de dados:

Capturador de quadros
Sinal LEM

Certificação

CE

Controlador para PC com Windows 10 PRO, 64 bits

Fonte de alimentação CC	24V
SSD	256 GB, SATA III de 2,5”
Projeto	Estrutura em alumínio, design sem ventoinha Resistente a vibrações e choques
Conexão	RS-232/422/485 RS-232 USB 3.0 no padrão 2x RJ45 Gb VGA, HDMI …

PC padrão (padrão)
CPU	64 bits, Intel® Pentium® N4200, 2,5 GHz
BATER	4GB DDR3
Dimensões do controlador	197 (L) x 110 (P) x 55 (A) mm
Massa do controlador	2 kg

PC de alta qualidade (opcional)
CPU	64 bits, Intel® Core™ i7-7700T 2,9 GHz
BATER	8 GB DDR4 2133 MHz
Dimensões do controlador	264 (L) x 96,4 (P) x 186,2 (A) mm
Massa do controlador	4,5 kg

Opção

Estágio XY manual
Estágio XY manual. Faixa de deslocamento.	±8,0 mm
Dimensões da plataforma XY manual	120 (L) × 120 (A) × 87 (P) mm 4,7 (L) x 4,7 (A) x 3,4 (P) polegadas
Massa do estágio XY manual	1,3 kg, 2,8 lb
Palco XY motorizado
Estágio XY motorizado. Alcance de deslocamento.	±12,5 mm
Dimensões do palco motorizado	167 (L) × 117 (A) × 112 (P) mm 6,6 (L) × 4,6 (A) × 4,4 (P) polegadas
Missa de palco motorizada	2,6 kg, 5,6 lb
Software	LEM-CT: Sigma_P, Modelador Cinético para Engenharia e Produção LEM: Sensor analógico, sem software
Acessórios para a caixa SEQ70-PIO e PC	Conexão direta na ferramenta 24 VCC <1A, 20W para caixa SEQ70 <4A, 80W para PC Fonte de alimentação externa CA 100-240V -> 24VCC, 5A Tela HDMI, mouse, teclado
Diversas configurações	EV 2.0 + câmera LEM para monitoramento com dois sensores em uma única câmara.

Ambiental

Temperatura/umidade de operação	Temperatura: 18℃～50℃ Umidade: 0 a 70% UR (Sem condensação de orvalho)
Temperatura/umidade durante o transporte	Temperatura: -20℃ a 55℃ Umidade: 0 a 70% UR (Sem condensação de orvalho)

Deposição química de vapor metalorgânica (MOCVD)

O processo MOCVD é um método de síntese controlável reconhecido que utiliza uma variedade de precursores, como trimetilíndio (TMI) e dietilzinco (DEZ), que exigem um método de fornecimento robusto para garantir a repetibilidade do processo e um alto rendimento.

Saiba mais