Wafer Metrology
Wafers ultimately have very smooth surfaces, so high-resolution sensors based on coherence scanning (white light) interferometry with piezo are used for corresponding measurement tasks. While sensors with just one lens (smartWLI compact, smartWLI firebolt) are used in inline monitoring of individual processes, automatic wafer measuring stations are typically equipped with sensors such as the smartWLI next and smartWLI firebolt. These sensors can be equipped with different lenses and used for different measurement tasks.
Don’t measure just anything. Measure what matters.
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Die Messergebnisse solcher Oberflächen beweisen das überragende Auflösungs-vermögen der smartWLI Serie. Auch bei Höhenunterschieden im Bereich eines Atomdurchmessers (1 Angström ≙ Durchmesser Wasserstoffatom ≙ 0.1 nm) können Oberflächenstrukturen klar dargestellt werden, viele Messungen mit smartSTITCH versatzfrei zusammengefügt werden und Bearbeitungsfehler wie kleine Kratzer und die dominante Welligkeit klar dargestellt und bewertet werden.Geschliffene Oberflächen sind relativ rau. Damit reicht es aus, preiswertere Sensoren ohne Piezo Positionierer einzusetzen. Für die Messungen sollten 20x oder 50x Objektive eingesetzt werden, um die notwendige Auflösung für die Messung entsprechend fein strukturierter Oberflächen zu erreichen.
Der polierte Wafer weist einerseits lokal sehr fein strukturierte Oberflächenstrukturen andererseits aber auch eine Mikrowelligkeit auf. Beide Eigenschaften sind funktions-relevant, so dass hochauflösende Messung z.B. mit 50x Objektiv mit der Messung größerer Bereich durch z.B. 5 x Objektiv zur Qualitätsüberwachung eingesetzt werden sollten.
Der geschliffene Wafer weist eine sehr fein strukturierte Oberfläche auf. Bewertet werden kann dies durch die Autokorrelationslänge Sal. Sal 0.9 µm bedeutet, dass auch das entsprechende Messgeräte eine sehr hohe Auflösung aufweisen muss. Zur Bewertung der Strukturauflösung sollte das laterale Periodenlimit DLIM (siehe ISO 25178-604) verwendet werden. DLIM < 0,9 bieten die Systeme smartWLI dual und smartWLI nanoscan mit einem 50x Objektiv. Bei allen anderen Systemen muss für entsprechend fein Strukturierte Oberflächen ein 100x Objektiv eingesetzt werden.
„Black Silicon“ Oberflächen weisen sehr kleine Strukturen mit sehr hohem Aspekt Verhältnis auf. Entsprechende Oberflächen können nur unter Einsatz der Systeme smartWLI nanoscan und smartWLI dual mit 115x Objektiv gemessen werden. Der Einsatz FFT basierter Qualitätsüberwachung – Algorithmen beseitigt Auswirkungen die durch Interferenzen und Mehrfachreflexion zwischen den Strukturen bei anderen optischen Messgeräten und Kohärenz-Scanning (Weißlicht-) Interferometern ohne entsprechende Algorithmen entstehen.
Mit Messpunktabständen ab 0.03 µm und einem lateralen Periodenlimit DLIM< 0.5 µm können kleine Features oder Teststrukturen auf Wafern schnell und einfach und mit extremer Höhenauflösung gemessen werden.
