LEM Series

LEM Series Camera Endpoint Monitor based on Real Time Laser Interferometry
LEM Series Camera Endpoint Monitor based on Real Time Laser Interferometry, side view

基于实时激光干涉测量的摄像头终点监测

我们的实时干涉工艺监测仪可在蚀刻/沉积制程中对薄膜厚度和沟槽深度进行高精度检测。根据应用的不同,LEM 摄像头包含 670、905 或 980 nm 激光器,当安装在任何干法蚀刻/沉积制程处理室上,直接俯视晶圆时,会在样品表面产生小激光点。

单色光照射到样品表面时会发生干涉,由于薄膜的厚度和高度变化,会导致不同的光程长度。
可实时监测蚀刻/沉积速率厚度,也允许条纹计数或更复杂的分析,为各种工艺提供增强的制程控制终点检测。此外,接口可通过其反射率的变化来检测。

事业部: 半导体
产品分类: 干法制程控制
制造商: HORIBA France SAS

一般特征

由于采用干涉测量技术,LEM 摄像头非常适合蚀刻/沉积速率监测、条纹计数和终点检测,提供薄膜厚度和沟槽深度以及接口的高精度检测。
LEM 摄像头可以安装在任何处理室上,直接俯视晶圆,并提供样品表面的实时数字 CCD 图像,使光斑定位更简单。


图 1:摄像头图像使光斑定位更简单

一般特征

  • 多种配置满足您的需求
    LEM 摄像头提供:
    • 2 种配置:
      • LEM 传感器
        • 简单模拟输出
        • 原始设备制造商的理想选择(限传感器)
      • 完整 LEM-CT 仪器
        • 包括易用的配方编辑器支持的完整计算机控制(Sigma_P 软件),用于先进制程监控。工业研发环境中原始设备制造商和工艺开发的理想选择。
    • 3 种激光兼容各种薄膜,包括 SiN、SiO2、GaAs、InP、AlGaAs、GaN……LEM 摄像头根据应用使用可见(670 nm)或近红外激光器(905 nm、980 nm)
    • XY 手动或电动工作台
    • LEM 上的垂直倾斜管理(默认)或使用更简单的倾斜功能(选配)
  • 传感头:带 CCD 成像的摄像头
    物镜到晶圆的距离附着范围为 200 mm 到 800 mm。使用激光器可使光斑直径小至 20 µm 到 100 µm。一种紧凑、独立的放大器设计,当连接到数据记录器等设备,只需一个摄像头即可监控 0 V 至 10 V 输出。
    该系统通过基于周期监控干涉强度来计算监控区域的蚀刻/沉积速度,实现从规定的膜厚度和沟槽深度检测终点。
    基于这一理论,该系统很稳定,可用于复杂的多层膜。
  • 抓帧器
    抓帧器允许优化摄像头设置位置,还可以将光斑设置在正确的位置,以便进行制程监控。
  • 传统干涉波类型
    横轴代表时间。随着蚀刻过程的进行,相对于蚀刻深度产生干涉周期。一个周期内的蚀刻量显示为厚度/深度= λ(激光波长)/ 2n(蚀刻膜的折射率)。
  • 用于实时监测和终点检测的 Sigma_P
    Sigma_P© 软件允许快速配置配方,然后创建可靠的终点检测:
    • 通过基于 Windows 10 的软件平台,直观的用户交互设计允许随时间处理激光波长。
    • 用户可使用配方编辑器构建有效的配方,包括信号算法和过滤,以及终点条件和决策,并集成在线帮助。
    • 同一界面最多可显示 8 条曲线,以同时监控信号、导数以及特定干涉测量方法变量和终点。
  • 配方管理
    统一的设计概念允许用户在一个流畅且易用的类似 Excel 的配方编辑器中设置配方。
    通过 Sigma_P 软件扩展设置功能,纳入多个用于特殊信号检测和差信噪比信号检测的兼容算法,并且始终可以扩展。
  • SQL 管理
    腔室数据库、工具数据库嵌入在传感器附近,可由操作人员、配方、统计人员、APC(先进制程控制)服务器、远程制程工程师办公室在线访问。
  • 重处理管理器回放原始数据
    允许即时回放仪器优化的数学处理,还允许脚本自动重处理多个数据运行,用于制程验证、APC 扩展、参数研究。
    这些数据也可以直接发送到 HORIBA 进行分析和优化。
  • 灵活配方管理器
    扩展允许批间、晶圆对晶圆、批对批、腔室对腔室的数据交换,以强化生产控制。
  • 原位统计制程控制
    统计引擎允许配方自我计算生产指标和默认值,既可由直接用户触发,也可从主机或工程师工作台触发。
  • 自动化数据链路管理器
    使用中间件设计接口室、设备主机、晶圆厂主机、晶圆厂服务器的灵活性:远程控制(RS 232、TCP/IP、PIO)、SECS、HSMS、Fab LAN、Fab e-mailing 和其他协议。
  • 先进算法管理器
    强大的外部数学工具与本地配方数学公式编辑器和原位数学计算器的结合
  • 干涉测量工程的动力学建模器
    根据堆积结构(每层由其材料、厚度和蚀刻/沉积速率来表征)和所用波长得到的理论干涉曲线。允许在晶圆上进行实际工程前获得参考曲线。
  • 选配
    • 2 种 XY 工作台:手动或电动(带控制器和操纵杆)
    • 手动倾斜以简化垂直度设置(FA 实验室)
    • 2 种个人电脑控制器:标准或高级
  • 附加条件
    晶圆垂直方向上需要 ø20 或更大的测量观察口。

 

LEM-CT 应用

一般特征

对于干涉测量(使用宽谱闪光灯光源的激光或多波长),终点检测主要包括三个步骤:

  1. 选择携带过渡信息(接口检测)或厚度/深度/剩余厚度信息的相关波长;
  2. 实时数据过滤(广义上)和终点指示器构建;
  3. 一系列测试让算法直面生产波动的现实。

为满足这些新要求,HORIBA 开发了基于干涉测量的新型传感器(硬件和软件),执行适用于所有蚀刻机的终点检测、故障检测和先进制程控制(APC),以帮助工程师和晶圆厂管理当前和未来的产品和技术。

干涉测量:INT

LEM-CT 提供实时准确可靠的厚度/深度信息

除等离子体外,样品信息也很复杂。LEM-CTEV 2.0 INT)安装在任何可直接俯视晶圆的处理室上,可获得光学半透明多层结构的局部信息。可实时监测蚀刻速率和蚀刻厚度,为各制程提供增强的工艺控制。此外,接口可通过其反射率的变化来检测。

由于采用干涉测量技术,LEM-CT 非常适合蚀刻/沉积速率监测和终点检测,可对条纹计数、膜厚、沟槽深度、接口等进行高精度检测…

  • 单色光照射到样品表面时会发生干涉,由于薄膜的厚度和高度变化,会导致不同的光程长度。
  • HORIBA 为 WIN10 PRO、64 位电脑提供专用于干涉监测和终点检测的 HORIBA 软件

LEM

System outlineLEM camera consists of a compact interference measurement section that includes the laser source, light receiver, and optical components, as well as the illumination and CCD imaging camera, allowing monitoring of any area of the wafer surface using microscopic images.
Light sourceLaser diode
Light source wavelengths670 nm, 905 nm, 980 nm
Magnification50x (G50) or 120x (G120)
Spot diameter20 μm to 100 μm,
depending on camera to wafer distance
DetectorPin-photo diode
Camera Dimensions65 (W) × 160 (H) × 100 (D) mm
2.6 (W) × 6.3 (H) × 3.9 (D) in
(camera only, excluding stage)
Camera mass1.2 kg, 2.6 lb
RemoteLEM-CT only may be connected to any host through digital Link with RJ 45 connector: TCP/IP.
An optional SEQ70 box contains an interface board to provide galvanic isolation between the host controller hardware of the HOST / Tool from the box main electronics
Label onDescriptionPlug type
RemotePIO, RS, analog 0-5VFemale DB25
This permits to communicate by logic wiring, fast, deterministic with full optocouplers and power spikes isolation, frequently found in industrial fab environment
LEM SIGNAL BOXLEM-CT only is provided with a LEM Signal BOX connected in USB on the PC to collect:
  • Frame grabber
  • LEM signal
CertificationCE


Windows 10 PRO, 64bits PC Controller

DC Power Supply24V
SSD256 Go, 2,5” SATAIII
DesignAluminum Frame, fanless design
Anti-vibration and shock resistant
ConnectionRS-232/422/485
RS-232
USB 3.0 on Standard
2x RJ45 Gb
VGA, HDMI
Standard PC (Default)
CPU64bits, Intel® Pentium® N4200, 2.5 GHz
RAM4Go DDR3
Controller Dimensions197 (W) x 110 (D) x 55 (H) mm
Controller Mass2 kg
High Grade PC (Optional)
CPU64bits, Intel® Core™ i7-7700T 2,9 GHz
RAM8Go DDR4 2133MHz
Controller Dimensions264 (W) x 96.4 (D) x 186.2 (H) mm
Controller Mass4.5 kg


Option

Manual XY stage
Manual XY stage Travel range±8.0mm
Manual XY Stage dimensions120 (W) × 120 (H) × 87 (D) mm
4.7 (W) x 4.7 (H) x 3.4 (D) in
Manual XY Stage Mass1.3 kg, 2.8 lb
Motorized XY stage
Motorized XY stage Travel range±12.5mm
Motorized Stage dimensions167 (W) × 117 (H) × 112 (D) mm
6.6 (W) × 4.6 (H) × 4.4 (D) in
Motorized Stage Mass2.6 kg, 5.6 lb
Software
  • LEM-CT: Sigma_P, Kinetic Modeler for Engineering & Production
  • LEM: Analog sensor, no software
Accessories for SEQ70-PIO box and PC
  • Direct connection on tool 24 VDC
    • <1A, 20W for SEQ70 box
    • <4A, 80W for PC
  • External power supply AC 100-240V->24VDC, 5A
  • HDMI Screen, Mouse, keyboard
Various Configurations
  • EV 2.0 + LEM camera for dual-sensor monitoring on one chamber


Environmental

Operating Temp/humidityTemp:18℃~50℃
Humidity:0~70%RH (No dew condensation)
Transportation Temp/humidityTemp:-20℃~55℃
Humidity:0~70%RH (No dew condensation)
金属有机化学气相沉积(MOCVD)
金属有机化学气相沉积(MOCVD)
MOCVD工艺是一种公认的可控合成方法,它使用了多种MO源,如三甲基铟(TMI)和二乙基锌(DEZ),需要一种稳健的传递方法,以确保沉积过程的重复性和高收率。

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如您有任何疑问,请在此留下详细需求信息,我们将竭诚为您服务。 * 这些字段为必填项。

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