MICRO EPSILON: Neues Interferometer zur hochpräzisen Wafer-Dickenmessung

Dank der breitbandigen Superlumineszenzdiode (SLED) kann das IMS5420-TH sowohl für undotierte, dotierte sowie für hochdotierte SI-Wafer eingesetzt werden. Der Dickenmessbereich erstreckt sich von 0,05 bis zu 1,05 mm. Die messbare Dicke von Luftspalten beträgt sogar bis zu 4 mm.

Bei der Produktion von Halbleiterwafern kommt es auf höchste Präzision an. Ein wichtiger Prozessschritt ist das Läppen der Siliziumrohlinge, die dabei auf eine einheitliche Dicke gebracht werden. Um die Dicke fortlaufend zu kontrollieren, wurden die Weißlichtinterferometer der Reihe interferoMETER IMS5420 entwickelt.

Diese bestehen jeweils aus einem kompakten Sensor und einem Controller, der in einem robusten industrietauglichen Gehäuse untergebracht ist. Eine im Controller integrierte aktive Temperaturregelung sorgt für eine hohe Stabilität der Messung.

Erhältlich ist das Interferometer entweder als Dicken- oder als Multipeak-Dickenmesssystem. Das Multipeak-Dickenmesssystem kann die Dicke von bis zu fünf Schichten messen, z.B. Waferdicke, Luftspalt, Folierung und Beschichtungen >50 µm. Für Dickenmessungen bei schwierigen Umweltbedingungen ist der Controller IMS5420IP67 mit IP67 und Edelstahlgehäuse sowie passenden Lichtleitern und Sensoren verfügbar.

Für Messaufgaben im Vakuum bietet Micro-Epsilon geeignete Sensoren, Kabel und Durchführungen an.

Das IMS5420 ist ein High-Performance Weißlicht-Interferometer zur berührungslosen Dickenmessung von monokristalinen Siliziumwafern. Der Controller verfügt über eine breitbandige Superlumineszenzdiode (SLED) mit einem Wellenlängenbereich von 1.100 nm. Damit ist die Dickenmessung von undotierten, dotierten und hochdotierten SI-Wafer mit nur einem Messsystem möglich. Mit dem IMS5420 wird eine Signalstabilität von unter 1 nm erzielt. Dabei kann die Dicke aus 24 mm Entfernung gemessen werden.

Präzise Waferdickenmessung
Aufgrund der optischen Transparenz, die Siliziumwafer im Wellenlängenbereich von 1.100 nm vorweisen, können die IMS5420 Interferometer die Dicke präzise erfassen. In diesem Wellenlängenbereich weisen sowohl undotiertes Silizium als auch dotierte Wafer eine ausreichende Transparenz auf. Dadurch können Waferdicken bis zu 1,05 mm erfasst werden. Die messbare Dicke des Luftspalts beträgt sogar bis zu 4 mm.

Das IMS5420 Interferometer ermöglicht die Dickenmessung undotierter, dotierter und hochdotierter Siliziumwafer und bietet somit eine große Anwendungsvielfalt. Das Waferdickenmesssystem ist prädestiniert für die Messung von einkristallinen Siliziumwafer mit einer geometrischen Dicke von 500 bis 1050 µm und einer Dotierung von bis zu 6 m Ω cm. Selbst bei hochdotierten Wafern können Dicken von bis zu 0,8 mm gemessen werden. Dies resultiert aus der abnehmenden Transparenz mit zunehmender Dotierung.

Exakte Dickenmessung während des Läppens
Bei der Waferherstellung wird ein kristalliner Silizium-Ingot in etwa 1 mm dünne Scheiben geschnitten. Anschließend werden die Scheiben geschliffen und geläppt, um die gewünschte Dicke und Oberflächengüte zu erhalten. Um eine hohe Prozessstabilität zu erreichen, werden interferoMETER zur Inline-Dickenmessung in Läpp- und Schleifmaschinen eingesetzt. Dank der kleinen Bauform des Sensors lässt sich dieser auch in beengten Bauräumen integrieren. Die Dickenwerte werden zur Maschinenregelung sowie zur Qualitätsprüfung des Wafers eingesetzt.

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