Optische Messgeräte · Bildverarbeitung · Softwareentwicklung

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Berührungs­lose automatische 2D oder 3D Messung von Bow, Warp, Oberflächen­profil, Ebenheit mit Software zur Berechnung des Dünn­film­stresses (Wafer­stress) für reflektierende Ober­flächen (z.B. Wafer und Glas­substrate)

 

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FLATSCAN

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Beschreibung

Merkmale

hohe Messgenauigkeit

berührungslose Messung

wahlweise 2D- und 3D-Messung

nahezu beliebig große Messfelder

geeignet für stark gekrümmte Oberflächen, wie z.B. Röntgenspiegel, Si-Wafer, Göbel-Spiegel

durch Stitching noch stärkere Krümmungen messbar

 

 

Optisches Prinzip zur Messung der Oberflächenform

 

FLATSCAN dient zur berührungslosen Messung der Ebenheit, Welligkeit und Durchbiegung (Warp, Bow) reflektierender Oberflächen aller Art. Das optische Messprinzip gewährleistet eine hohe Genauigkeit. Es basiert auf der hochgenauen automatischen ortsabhängigen Messung des Reflexionswinkels eines senkrecht auf die Oberfläche treffenden Lichtstrahls. Aus der Änderung des Reflexionswinkels von Messpunkt zu Messpunkt kann die Oberflächenform rechnerisch exakt rekonstruiert werden.

Für einige Anwendungen sind aber auch die Reflexionswinkel selbst von Interesse. Deshalb bietet die Software die Möglichkeit, auch auf die Winkelwerte selbst zuzugreifen. Für Anwendungen im Halbleiterbereich kann die Software aus den gemessenen Krümmungsradien den Dünnfilmstress berechnen.

Großes Messfeld

Ein besonderes Merkmal des eingesetzten Messprinzips ist dessen Unabhängigkeit vom Messfeld. Dadurch ist der Standard-Messfelddurchmesser (200mm) fast beliebig erweiterbar. Besonders bemerkenswert ist, dass selbst für große Messfelder keine Einbußen hinsichtlich der Messgenauigkeit entstehen.

Hohe Genauigkeit

FLATSCAN zeichnet sich durch eine hohe Messgenauigkeit aus. Die Auflösung des Messsystems beträgt 0,1 arcsec, womit bereits eine Reproduzierbarkeit von £100nm bei einer Messlänge von 200 mm garantiert wird.

Großer Messbereich und hoher Arbeitsabstand

Unter Messbereich wird die innerhalb eines Scans zu messende Pfeilhöhe (oder auch der kleinste messbare Krümmungsradius) verstanden. FLATSCAN zeichnet sich durch einen außerordentlich hohen Messbereich aus, der bei vergleichbarer Messgenauigkeit durch alternative Verfahren (Streifeninterferometer) nicht zu erreichen ist.

FLATSCAN ist dadurch nicht nur zur Messung von Spiegeloberflächen, sondern auch von stark gekrümmten Flächen wie Wafern, Röntgenspiegeln, Göbelspiegeln, polierten Kunststoffen sowie reflektierenden Oberflächen aller Art mit großen Durchbiegungen. Das eingesetzte optische Messprinzip ist abstandsunabhängig und gewährleistet dadurch einen hohen Arbeitsabstand.

Wahlweise 2D- oder 3D-Messung

Wahlweise können je nach Gerätetyp einzelne Scans über die Prüflingsoberfläche oder komplette 3D-Messungen durchgeführt werden. Die Software bietet zahlreiche Möglichkeiten zur grafischen und numerischen Auswertung der Messergebnisse.

Softwaremodul zur Dünnfilmstress-Berechnung

Für den Einsatz in der Halbleitertechnologie und für alle Anwendungen, bei denen Oberflächenmodifikationen (Schichtauf- oder Abtrag) erfolgen, ist in die Software ein Modul zur Berechnung des Dünnfilmstresses nach der Theorie von Fowkes implementiert. Dadurch ermöglicht FLATSCAN z.B. die schnelle und automatische Kontrolle des Dünnfilmstresses von Siliziumwafern. Der Stress eines dünnen Films oder einer Schicht bzw. eines Schichtsystems wird ermittelt, indem die durch den Schichtauftrag erzeugte Änderung des Krümmungsradius (R) des Substrates ermittelt wird. Dazu muß der Krümmungsradius mit und ohne Beschichtung gemessen werden.

Technische Parameter

Parameter

FLATSCAN

Reproduzierbarkeit Krümmungsradius (P-V)

≤ 100 nm**

Auflösung des optischen Messsystems

0,1 arcsec

Genauigkeit des optischen Messsystems

1 arcsec

Messgeschwindigkeit

10 mm…30 mm / sec

Messfeld

Standard: ø 200 mm* (größere Messfelder problemlos möglich)

Probendicke

nicht eingeschränkt

Minimaler Radius der Oberfläche und zugehörige Pfeilhöhe in Abhängigkeit vom Prüflingsdurchmesser

200mm: R=18 m 290 µm, 300 mm: R=25 m 435 µm, 500 mm: R=43 m 725 µm

freier Arbeitsabstand

kann beliebig vergrößert werden

Messwellenlänge

Standard: 670 nm*

Automatische Messablauf

ja

Manueller Messablauf

ja, Einzelmessungen möglich

 

Die mit * gekennzeichneten Angaben beziehen sich auf die Standardausstattung und können an spezielle Anforderungen angepasst werden.

 

** Standardabweichung bei 50 Wiederholmessungen desselben Scans