Optische Messgeräte · Bildverarbeitung · Softwareentwicklung

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Kontakt­winkel­messgerät speziell für Wafer bis 200mm

 

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Surftens HL – Überblick

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Surftens HL – Überblick

SURFTENS HL – Kontaktwinkelmessgerät speziell für die Halbleitertechnologie mit manuellem Direktdosiersystem

Das Kontaktwinkelmessgerät Surftens HL wurde speziell für den Einsatz in der Halbleitertechnologie zur Messung des Benetzungsverhaltens von Siliziumwafern entwickelt. Es zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:

 

 

SURFTENS HL automatic mit motorischer Pumpe und automatischet Tropfenaufsetzung, speziell für den Einsatz in der Halbleitertechnologie

Reinraumtauglichkeit

schnelle und einfache Messung des Kontaktwinkels Dank BV-Software

besonders kompakter Aufbau durch spezielle Tischkonstruktion

schnellen Messung der Kontaktwinkelverteilung auf der gesamten Waferoberfläche ohne Berührung des Wafers

intuitiv zu bedienende und bewährte Software zur Kontaktwinkelmessung und Messwertspeicherung

komfortable Dokumentation der Messergebnisse in Protokollen und Bildern

bei Bedarf Berechnung der freien Oberflächenenergie nach OWRK

wahlweise Ausstattung mitn manuellem oder vollautomatischem Dosiersystem, Mehrfachdosiersysteme möglich

Surftens HL – Einsatzgebiete

Die Einstellung des Benetzungsverhaltens von Siliziumwafern ist ein Standard-Prozesschritt in der Halbleitertechnologie. Die objektive Messung der freien Oberflächenenergie (SFE) nach solchen Prozessschritten ist unbedingt nötig, um die Einhaltung der vorgegebenen technologischen Parameter zu garantieren.

Die Surftens HL-Modellreihe ist speziell auf die Ansprüche in der Halbleitertechnologie und im Reinraum zugeschnitten.

Optik und Kamera sind nicht für den Operator zugänglich, es können demnach einmal eingestellte Parameter nicht ohne öffnen des Gerätes geändert werden. Dadurch werden gleichbleibende Einstellungen garantiert, die bei identischen Oberflächen auch zu identischen Messergebnissen führen.

Dadurch hat sich dieser Gerätetyp besonders für den Einsatz in der Standard-Technologiekontrolle bewährt.

 

 

Besonders zu beachten ist auch die spezielle Tischkonstruktion, die einen besonders kompakten Aufbau ermöglicht, was besonders in Reinräumen wünschenswert ist.

Herkömmliche x/y-Verschiebetische benötigen das doppelte ihres Hub’s als Arbeitsraum. Für einen 200mm-Wafer wären auf diese Weise also (400 x 400)mm Bauraum notwendig, um jeden Punkt des Wafers zu erreichen. Für einen 300-Wafer wären es schon (600 x 600)mm.

Das SURFTENS HL wurde deshalb mit einen Tisch ausgestattet, der sich drehen (phi) und in Richtung der optischen Achse (x) verschieben lässt.

Dadurch wird kein zusätzlicher freier Bauraum um das Gerät herum benötigt, der Kontaktwinkel kann trotzdem auf jedem Punkt des Wafers schnell und effektiv gemessen werden.

 

In der Grundausstattung wird das Gerät manuell bedient und ist daher sehr kostengünstig.

 

 

Surftens HL – die Messsoftware

Grundsätzlich ermöglicht die Messsoftware Surftens die vollautomatische Messung des Kontaktwinkels am liegenden Tropfen nach verschiedenen Fitmethoden (Sphäre, Polynom). Dabei wird der Tropfen automatisch erkannt. Für mitunter probenabhängig auftretende kritische Kontrastverhältnisse kann die Basislinie manuell durch den Operator definiert werden. Auch die rein manuelle Messung des Kontaktwinkels durch Setzen von Messpunkten ist möglich.

 

Der Leistungsumfang wird durch zahlreiche Mess- und Servicefunktionen erweitert.

 

Dazu gehören:

 

Echtzeitanzeige des aktuellen Kontaktwinkels am Livebild

automatische Messung der zeitabhängigen Kontaktwinkeländerung und Darstellung in frei skalierbaren Diagrammen (Taktzeit völlig frei wählbar, minimale Taktzeit ca. 50 ms)

Messung des Fortschreit- und Rückzugswinkels am Livebild

gleichzeitige Messung des rechts- und linksseitigen Kontaktwinkels oder Messung des Mittelwertes

Messung an gekrümmten Oberflächen mit schräger Basislinie

Die Software besitzt ein Auswertemodul (Theorie nach Wu) zur Berechnung der freien Oberflächenenergie von Festkörpern aus den gemessenen Kontaktwinkeln von zwei bekannten Messflüssigkeiten.

 

Durch spezielle Hilfsfunktionen der Software ist auch mit dem manuellen Dispenssystem das Tropfenvolumen auf 0,1 µl reproduzierbar. Zusätzlich kann durch die Software das Tropfenvolumen mit der gleichen Genauigkeit gemessen werden.

 

Ein weiteres nützliches Feature besteht darin, dass die Software das Livebild der Kamera als Film speichern kann. Alle Mess- und Auswertefunktionen sind dann nachträglich auf den Film oder jedes einzelne Bild des Films anwendbar.

 

Die Messergebnisse können sehr komfortabel im Bild und in Protokollen dokumentiert werden.

Surftens HL – Messgenauigkeit

Überprüfung der Messgenauigkeit mittels Kontaktwinkelstandard

 

Die Angaben zur Messgenauigkeit beziehen sich auf die Messung am Live-Videobild. Da sich ein gesetzter Tropfen durch Umwelteinflüsse ständig ändert, wird zum Nachweis der Messgenauigkeit ein so genannter »Kontaktwinkelstandard« verwendet. Die Software besitzt folgende Parameter:

Auflösung der Kontaktwinkelmessung: 0,05°

Reproduzierbarkeit der Kontaktwinkelmessung: ±0,1°

Messgenauigkeit: ±0,5°

Surftens WH – Kontaktwinkelmessgerät mit Waferroboter

Das Surftens WH 300 ist mit einem Waferroboter und einem Loadport ausgestattet und ist in der Lage, vollautomatische Kontaktwinkel-Mappings für bis zu 25 Wafer hintereinander aufzunehmen.

Mehr Informationen zum SURFTENS WH >

 

 

Technische Daten

Parameter

Surftens HL

Probentisch

Surftens HL 200: Ø 200 mm, Surftens HL 300: Ø 300 mm

Probendicke 0-5mm

Messbereich Kontaktwinkel

1° bis 180°

Auflösung/Genauigkeit der Kontaktwinkelmessung

±0,05°/±0,5° am Livebild

Optik (Standardausstattung)

feste Vergrößerung, motorisch fokussierbar

Tropfenplatzierung

durch Absenken der Nadel mittels z-Führung

Kamera (Standardausstattung)

s/w USB Kamera 1,3MPixel, 25fps

Neigungswinkel der Messoptik

1°, nicht verstellbar

Dispenssystem (Standardausstattung)

Manuelles Einfach-Direktdispenssystem

Dispenssystem (alternativ)

manuelles Doppeldosiersystem oder softwaregesteuertes motorisches Dosierssystem

Reproduzierbarkeit Tropfenvolumen

+/-0,1 µl (mittels Messung am Livebild)

Software

Surftens, lauffähig unter Windows

Lichtquelle

homogene LED-Beleuchtung, regelbar

Computer

Standardcomputer entsprechend Stand der Technik zum Lieferzeitpunkt

 

Diese Ausstattungsmerkmale können im Sinne der technischen Verbesserung geändert werden. Bindend ist die im Angebot spezifizierte Ausstattung.

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Surftens HL