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interferoMETER IMS5420-TH

Hochpräzise Dickenmessung von Siliziumwafern

Weißlicht-Interferometer zur hochpräzisen Inline-Waferdickeninspektion

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.

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Besonderheiten

  1. Nanometergenaue Dickenmessung von undotierten, dotierten und hochdotierten Wafern
  2. Multi-Peak: Erfassung von bis zu 5 Schichten mit einer SI-Dicke von 0,05 bis zu 1,05 mm
  3. Hohe Auflösung in z-Achse von 1 nm
  4. Messrate bis zu 6 kHz für schnelle Messungen
  5. Ethernet / EtherCAT / RS422 / PROFINET / EtherNet/IP
  6. Einfache Parametrierung über Webinterface
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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.

Modell Messbereich / Messbereichsanfang Linearität Anzahl messbarer Schichten Einsatzbereiche
IMS5420-TH24     0,05 … 1,05 mm (bei Silizium, n=3,82)
0,2 … 4 mm (bei Luft, n=1) / ca. 24 mm mit einem Arbeitsbereich von ca. 6 mm
< ±100 nm 1 Schicht Inline-Dickenmessung, z.B. nach dem Schleifen oder Polieren.
IMS5420MP-TH24 < ±100 nm bei einer Schicht
< ±200 nm für weitere Schichten
bis zu 5 Schichten Inline-Dickenmessung z.B. bei der Qualitätsüberprüfung der Schichtdicke nach der Beschichtung
IMS5420/IP67-TH24 < ±100 nm 1 Schicht Industrielle Inline-Dickenmessung während des Läppens und Schleifens

 

Moderne Schnittstellen zur Einbindung in Maschinen und Anlagen

Der Controller verfügt über integrierte Schnittstellen wie Ethernet, EtherCAT und RS422 sowie zusätzliche Encoderanschlüsse, Analogausgänge, Synchronisationseingänge und digitale I/Os. Durch die Nutzung der Micro-Epsilon Schnittstellenmodule stehen PROFINET und EthernetIP zur Verfügung. Damit kann das Interferometer in sämtliche Steuerungen und Produktionsprogramme eingebunden werden.