Описание Профилометр SURFIEW WAFER EFEM

Профилометр SURFIEW WAFER EFEM – промышленная модель, предназначенная для контроля шероховатости, объема и профиля структур, а также анализа топографии полупроводниковых пластин (включая кремниевые и другие изделия на подложке). Система предназначена для метрологического контроля полупроводниковых пластин диаметром до 300мм. в микроэлектронике. Особенностью системы является полная автоматизация системы (включая наличие автоматического загрузчика пластин). Система также может поставляться с конвейером для интеграции в существующую производственную структуру заказчика. Предназначена для работы в чистых помещениях, с классом чистоты ISO 5 и выше.

Принцип работы профилометров SURFVIEW

Оптические профилометры линейки SURFIEW позволяют измерить поверхность образца в диапазонах от нескольких десятков мкм² до нескольких мм². Измеряемый участок: от 1 нм до 10 мм, вертикальное z разрешение – вплоть до 0.1 нм. Оборудование относится к приборам неразрушающего контроля и позволяет производить измерения образца без модификации поверхности (например, в сравнении с АСМ и РЭМ методиками, где поверхность образца повреждается в результате сканирования или при предварительной пробоподготовке), причём z разрешение профилометров SURFIEW не зависит от увеличения объектива, как например, в конфокальных методах. Прибор позволяет исследовать такие материалы, как полимеры, биологические образцы, порошки, металлы, стекла и многое другое.

Особенности

• Быстрый бесконтактный неразрушающий замер 2D профиля или 3D топографии образца.
• Измерение шероховатости образца, кривизны поверхности, толщины пленок, анализ дефектов (микротрещины, сколы, царапины) и др.
• Вертикальное z разрешение вплоть до 0.1 нм (вне зависимости от используемого объектива).
• Возможность изменения поля зрения за счет использования разных объективов.
• Высокая повторяемость и воспроизводимость измерений

Сферы применения

• Микроэлектроника (анализ stud bump структур, контроль после CMP и CVD процессов, замер подложек, MEMS устройств и др.).
• Производство печатных плат (анализ печатных слоев, подложек, BGA и др.).
• Производство дисплеев (анализ TFT, LED, OLED слоев,  RGB, квантовых точек и др.).
• Микрооптика и стекольная индустрия (анализ шероховатости линз, напыления и др.).
• Механика и механообработка (замер высокоточных деталей, анализ лазерной обработки и др.).
• Аккумуляторы (анализ полимеров, электродов и др.).
• Биоприменения (неразрушающий контроль органических образцов).

Сравнение методик измерения

Сканирующие интерферометры SURFIEW основаны на WLI методике (WLI – white light interferometry или SWLI). Прибор работает за счет разложения свет излучателя в оптическом тракте прибора на 2 пучка. Первый пучок падает на образец, и , отражаясь, встречается со вторым пучком, приходящим на опорное зеркало прибора. Лучи интерферируют, разность волн отраженного и опорного пучка приводит к возникновению интерференционных полос, которые анализируются прибором.

Существуют две основные методики измерения WLI интерферометров: фазосдвигающая интерферометрия (Phase-Shifting Interferometry, PSI) и вертикальная сканирующая интерферометрия (Vertical Scanning Interferometry, VSI). SURFIEW интерферометры на базе PSI методики позволяют достичь z разрешения до 0.1 нм, на базе VSI методики – до 0.5 нм.

• PSI (Интерферометрия с фазовым сдвигом) основана на анализе интерферограмм — изображений, распределение интенсивности в которых зависит от разности длины оптического пути, проходимого светом в опорном и измерительном плечах интерферометра. Заметное влияние на интенсивность разность оказывает только тогда, когда находится в пределах длины когерентности. Фазовое сканирование производится, например, перемещением зеркала в опорном плече интерферометра с шагом, составляющим доли длины волны света. При этом для каждой точки изображения можно построить коррелограмму — зависимость интенсивности от фазового сдвига.
• VSI (вертикальная сканирующая интерферометрия) основан на регистрации интерференционных картин в белом свете при перемещении образца по вертикали. Метод позволяет измерять поверхности с большими значениями параметров шероховатости, а также различные дефекты глубиной до двух миллиметров. Положение реперного зеркала в объективах подобрано таким образом, чтобы оптическая разность хода была равна нулю . При этом условии в интерференционной картине возникают максимумы для всех длин воли,и наблюдается абсолютный максимум интенсивности, регистрируемый видеокамерой. Таким образом, если в некоторой точке образца наблюдается абсолютный максимум, она находится в фокусе. При вертикальном сканировании все точки поверхности поочередно проходят через фокус. По последовательности полученных интерференционных картин видеокамера определяет изменения интенсивности света в каждой точке в зависимости от расстояния. Программа вычисляет положение максимума интенсивности для каждой точки матрицы, после чего восстанавливается форма поверхности, основанная на регистрации интерференционных картин в белом свете при перемещении образца по вертикали.

Опция “Сканирование мотором” для профилометров Surfiew

Cканирование мотором – это опция для измерения профиля и структуры поверхности образцов, имеющих большие перепады высот, вплоть до 10 мм. Измерение производится с помощью высокоточного шагового двигателя, установленного в дополнении к пьезосканеру профилометра, имеющим стандартный ход сканера до 300 мкм. Данная опция рекомендуется при проведении измерений профиля дорожек, переходных структур, а также отверстий, имеющих перепады высот в 150мкм и более. Опция доступна только для профилометров серий Elite, Pro, Master, PCB MANUAL, и WAFER EFEM.

Опциональное программное обеспечение

Программное обеспечение Mountains®, разработанное компанией Digital Surf, является инструментом для анализа поверхности и используется в качестве стандарта в области 2D и 3D анализа текстуры поверхности и метрологии. Mountains® интегрируется с ведущими производителями приборов и микроскопов для поверхностной метрологии и используется тысячами исследовательских институтов, лабораторий и промышленных предприятий по всему миру. Данное ПО является опциональным и поставляется для профилометров Surfiew по запросу.

С помощью Mountains® можно анализировать как простые, так и сложные данные, полученные с помощью широкого спектра приборов для анализа поверхности и микроскопов. Программное обеспечение предоставляет такие возможности, как визуализация, коррекция и анализ профилей и поверхностей, вычитание шероховатости и волнистости в соответствии с ISO 16610, расчет параметров профиля и ареала ISO, извлечение функциональной и метрологической информации из данных с помощью передовых инструментов, таких как Фурье-анализ, анализ частиц, замер высоты ступеньки, подгонка формы, вейвлет-фильтрация, фрактальный анализ и т.д. Кроме того, Mountains® позволяет загружать, визуализировать и анализировать поверхности свободной формы (оболочки).

MountainsMap® – это золотой стандарт в области анализа 2D и 3D текстуры поверхности и метрологии, используемый тысячами инженеров, ученых и метрологов по всему миру. Это программное обеспечение обеспечивает надежные и точные результаты измерений и является необходимым инструментом для любого, кто занимается анализом поверхности.

Возможности программного обеспечения Mountains® включают в себя:

• Анализ шероховатости и волнистости профиля – предоставляет инструменты для измерения и анализа шероховатости и волнистости профиля в соответствии с ISO 4287, ISO 4288, ISO 13565 и другими стандартами.
• Базовый анализ данных о поверхности – предоставляет набор инструментов для анализа и визуализации данных о поверхности, включая измерение параметров профиля и топографии, анализ текстуры, фильтрацию и коррекцию данных.
• Сшивание изображений и поверхностей, удаление случайных ошибок и реконструкция мультифокусного изображения – позволяет создавать большие изображения и поверхности путем сшивания нескольких изображений и удаления случайных ошибок, а также выполнять реконструкцию изображений, полученных с источников, имеющих разный фокус, для получения четких изображений поверхности.
• Анализ толщины – предоставляет инструменты для измерения и анализа толщины слоев и покрытий, включая измерение толщины покрытия, определение толщины слоев и анализ прозрачности.
• 4D изменение поверхности – предоставляет инструменты для измерения и анализа изменений поверхности во времени, включая измерение скорости износа, деформации и других изменений поверхности.
• Анализ линз – предоставляет инструменты для измерения и анализа формы и качества линз, включая измерение кривизны, радиуса, астигматизма и других параметров.
• Анализ контуров – предоставляет инструменты для измерения и анализа контуров и профилей, включая измерение длины, ширины, высоты, угла и других параметров.

ПО MountainsMap® включает в себя такие инструменты как:

• Выравнивание.
• Переворот по горизонтальной или вертикальной оси.
• Вращение с шагом в один градус.
• Выделение зон.
• Коррекция или удаление аномальных линий развертки.
• Пороговая обработка для удаления пиков.
• Ретуширование изолированных артефактов.
• Деконволюция для минимизации влияния наконечника на данные измерений.
• Заполнение недостающих точек данных.
• Сглаживание поверхности.
• Ресэмплинг для увеличения разрешения изображения.