웨이퍼 에지 프로파일 측정기 = WATOM

안녕하세요. 오늘 소개 드릴 측정기는 독일 KoCos(코코스)사의 웨이퍼 에지 프로파일 측정기 WATOM 입니다.

WATOM은 SEMICON 표준에 따라 에지 프로파일 및 직경을 완전 자동으로 비접촉 측정할 수 있습니다.

이 장비가 특별한 이유는 웨이퍼 가장자리에 절단 된 MARK를 측정하여 결정 방향을 표시하는 시스템의 기능 입니다.

1.5µm 미만의 높은 측정 정화도로 인해 전 세계의 선도적 웨이퍼 제조업체는 WATOM을 사용합니다.

 

 

1. 웨이퍼 에지 및 노치 프로파일 측정

반도체 산업에서 더 작고 더 작은 패턴을 사용하려면 점점 더 고급품질의 고급재료가 필요합니다. 웨이퍼 품질의 꾸준한 개선에 대응하여 KoCoS Automation은 초정밀 웨이퍼 형상 측정의 새로운 시대를 예고하는 웨이퍼 에지 및 노치 프로파일 측정기 WATOM을 개발했습니다.

WATOM은 처음부터 웨이퍼 재생에 이르기까지 웨이퍼 제조 공정 전반에 걸쳐 품질보증을 지원합니다.

WATOM은 반도체 산업 내 제조라인에서 최적의 통합을 위해 특별히 설계되었습니다.

 

 

2. Measurement scope

1) 프로파일 측정
lightsectioning sensor(특허) 를 사용하는 측정 방법은 노치 내에서도 웨이퍼 가장자리의 모든 지점에서 프로파일을 측정 할 수 있습니다. 16 개의 측정 포인트로 시간당 50 개 이상의 웨이퍼 처리량을 제공 할뿐만 아니라, WATOM은 KoCoS 특정기준, SEMI M73 표준 또는 고객기준에 대한 프로파일 평가를 제공합니다.

2) 노치 측정
WATOM은 각도, 반경 및 노치 깊이를 포함하여 최대 정밀도로 일반적인 노치 측정의 전체 범위를 안정적으로 측정합니다.

3) 직경 측정
WATOM은 μm까지 정확히 웨이퍼 직경을 측정합니다.

 

 

3. 시스템 버전

1) WATOM T
작은 설치 공간과 일관된 정확도

WATOM T는 자동화 요구사항이 없고 다른 WATOM 시스템과 동일한 품질, 공정 신뢰성 및 측정 정밀도를 제공하는 응용분야를 위한 저렴한 대안입니다.
생산공정에서 공간 절약형 통합 및 샘플 테스트 요구사항을 위한 신뢰할 수있는 솔루션입니다. WATOM T는 두 가지의 웨이퍼 크기를 수용하도록 설계되었습니다.
웨이퍼가 Transfer stage에 수동으로 배치되면 Load 되고 모든 평가 요구 사항에 따라 측정이 자동으로 실행됩니다. 
터치 스크린이 장착 된 WACOM T는 운영자, 전문가 및 유지 보수 직원 모두가 사용하기 쉽습니다.

2) WATOM LS
WATOM LS의 특허받은 측정방법은 light-sectioning sensor 를 사용하여 노치 내의 프로파일을 포함하여 웨이퍼 에지의 프로파일을 정밀하게 측정합니다. CCD 카메라를 사용하여 에지 프로파일에 의해 생성 된 레이저 라인을 사진으로 촬영합니다. 웨이퍼 에지의 표면 상태에 따라  light-sectioning은 CLASS 2 또는 CLASS 3 레이저 시스템과 함께 사용 사용할 수 있습니다. 

KoCoS에서 개발 한 수학적 알고리즘이 에지 프로파일 특성을 결정하는데 사용됩니다. 

3) WATOM CCD
WATOM CCD는 고정밀 light-sectioning의 대안으로 profile projection technology 을 사용하며 특히 노치 에지 평가가 필요하지 않은 경우, 일반적인 프로파일 측정 요구 사항에 이상적인 솔루션을 제공합니다. 텔레센트릭렌즈는 Telecentric light source에 의해  illuminated 된 웨이퍼 에지의 프로파일 이미지를 캡처합니다.

 

 

4. 수동 및 자동 시스템

현대 반도체 제조 공정에는 다양한 공정 자동화 기술이 포함됩니다. 모듈식 설계 덕분에 WATOM은 개별 웨이퍼를 수동으로 Load 하든 Automated material handling system (AMHS)을 설치하든 모든 사용자의 특정 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.

웨이퍼 사이즈도 문제 없습니다. light-sectioning 방법과 CCD 카메라 방법 모두 직경이 최대 450mm 인 웨이퍼를 측정 할 수 있습니다. 자동 솔루션은 필요에 따라 다양한 수의 Load 포트를 장착 할 수 있습니다. SCARA 로봇은 빠른 웨이퍼 이송을 제공합니다. 진공 및 에지 그리핑 기술 모두 웨이퍼 처리에 사용할 수 있습니다.

이러한 기능을 통해 WATOM 시스템은 필요한 경우 ISO 1을 포함하여 모든 등급의 클린룸 요구 사항을 준수 할 수 있습니다. 반도체 산업에서 사용되는 모든 일반적인 캐리어 ID, OHT, AGV 및 웨이퍼 ID 솔루션은 필요한 경우 추가로드 포트와 마찬가지로 추가 옵션으로 추가 할 수 있습니다.

 

 

5. 자동화 솔루션

1) EFEM (Equipment Front End Module)
완전 자동화 된 핸들링 솔루션 EFEM 에는 최첨단 SCARA 로봇이 장착되어 있습니다. 이 모듈은 2 개의 Load 포트를 갖추고 있으며 모든 등급의 클린 룸 조건을 완벽하게 준수하는 것을 포함하여 300mm 웨이퍼 제조에 적용되는 최신 표준을 충족하도록 개발되었습니다.

2 개의 완전 자동 Load 포트는 FOUP, FOSB 및 Open cassettes 와 같은 일반적인 Cassette 유형을 수용 할 수 있습니다.

측정 절차에 필요한 방향으로 웨이퍼를 이송하기 공급범위에 포함 된ㅁAlignment system 은 안정적인 취급과 높은 처리량을 보장합니다.

웨이퍼 및 Cassette를 위한 다양한 식별 시스템은 옵션으로 제공되며 자동 운송 시스템과의 통신을 위한 E84 인터페이스도 제공됩니다.

2) 자동 처리 시스템 300
공정 자동화의 덜 복잡한 요구 사항을 위해 300mm 웨이퍼 용 자동 처리 시스템은 수동으로 열린 FOSB 또는 Other carriers의 웨이퍼를 처리하기 위한 하나 또는 2개의 로딩 스테이션을 제공합니다.

3축 SCARA 로봇은 진공 그립으로 웨이퍼를 처리하는 데 사용됩니다.
처리량을 높이기 위해 Prealignment system이 포함되어 이전 웨이퍼를 측정하는 동안 다음 웨이퍼를 Aligned 할 수 있습니다. 웨이퍼 어댑터를 사용한 핸들링 시스템 장착시 200mm 웨이퍼도 측정 할 수 있습니다.

 

3) 자동 처리 시스템 150/200
직경 150mm 및 200mm 웨이퍼 자동 처리 시스템은 설치 공간을 늘리지 않고 4 개의 로딩 스테이션을 제공합니다.
3 축 SCARA 로봇은 간섭 영역을 줄이면서 넓은 동작 범위와 최대 축 이동을 보장합니다.
모듈에는 Alignment 및 Identification system이 장착되어 있습니다.

모든 모듈에는 Top 또는 Bottom 판독을 위한 OCR 웨이퍼 ID 판독기가 장착 될 수 있습니다.

- Top 또는 Bottom 판독을위한 OCR 웨이퍼 ID 판독기
- Carrier ID 리더기 (BCR, RFID 리더기 등)
- 진공 처리 시스템
- 에지 그립 핸들링 시스템

 

 

6. 측정 및 평가 기능

1) 다양한 재료
매우 정밀한 핸들링 솔루션을 사용하는 WATOM 제품군은  silicon, germanium, gallium arsenide, gallium nitride, sapphire, glass, quartz, ceramics 등과 같은 다양한 기판 재료를 수용 할 수 있습니다.

2) 3 차원 노치 모서리 프로파일
light-sectioning system의 업그레이드로 인해 전체 노치 영역 내에서 에지 프로파일 평가가 가능합니다.
Several profile measuring points inside the notch, including the edge profile of the notch ground, the wings and the radii, allow three-dimensional notch edge control.

3) 다양한 평가 및 피드백 방법
모듈식 WATOM 소프트웨어는 모든 종류의 기하학적 평가를 수행 할 수 있습니다.

4) Parameter-based 평가
- 고정밀 KoCoS 평가 방법 
- SEMI M73 표준에 따른 평가 
- 고객 별 기준

5) Template-based 평가
- SEMI M1 / ​​M9 (T3, T4 등)에 따른 평가
- 고객 별 템플릿 기준

생산 장비의 피드백 값과 그라인딩 그루브의 Geometric parameters를 포함하여 특정 값을 계산하기 위해 선택적인 평가 모듈을 제공 할 수 있습니다.
다양한 모서리 모양 및 프로파일 유형 측정.

다양한 평가 방법 덕분에 다양한 모서리 모양을 측정 할 수 있습니다.

- Round edge profiles
- Flat edge profiles
- Asymmetric edge profiles
- Combined profiles
- Bonded substrates
- SOI wafers
- Any customer-specific edge profile at any stage in production

 

7. Operation

WATOM 시스템은 작동, 제어 및 평가를 위해 WATOM 소프트웨어를 사용합니다.  

이 모듈러 소프트웨어는 KoCoS가 기하학적 측정의 특정한 목적을 위해 특별히 개발한 것으로, 잘 구조화되어 있고 사용하기 쉽습니다.
WATOM은 운영자 모드, 전문가 모드 또는 완전 자동 모드 등 최신 반도체 제조 장비의 모든 요구 사항을 충족합니다.

1) 운영자 모드
측정 프로세스를 시작하기 위해 작업자의 입력이 거의 필요하지 않습니다. 합격 / 불합격 평가는 실제 결과와 각 고객에 대해 사전 정의 된 결과를 비교하여 이루어집니다.

2) 전문가 모드
숙련 된 직원은 전문가 모드를 사용하여 측정 프로그램을 만들고 통계 분석을 수행하고 개별 포인트의 세부 측정을 실행할 수 있습니다.

3) 자동 모드
GEM-SECS-II 인터페이스 덕분에 WATOM은 Modern semiconductor fabs 의 호스트 환경에 빠르고 쉽게 통합 될 수 있습니다.

 

8. 공정 중 웨이퍼 검사를 위한 시스템 솔루션

1) 다년간의 경험을 통해 얻은 노하우
웨이퍼의 공정 내 검사를위한 WATOM 솔루션은 가장 엄격한 국제 제조 표준을 준수합니다. 광범위한 노하우와 다년간의 경험을 바탕으로 개발되었습니다. 반도체 산업과 밀접한 관계를 맺고 KoCoS는 웨이퍼 엣지 형상에 대한 국제 테스트 표준에 크게 기여했습니다.

2) 국제 표준에 따른 교정
품질 관리 시스템은 정기적으로 측정 시스템을 보정해야 합니다. WATOM은 빠르고 쉽게 보정 할 수 있습니다. KoCoS는 업계에서 널리 사용되는 기준 웨이퍼뿐만 아니라 국제 표준에 따라 인증 된 교정표준을 사용합니다. 하나의 Calibration piece만을 사용하면 명확한 결과를 보장하고 보정 오류의 확률을 최소화 할 수 있습니다. 보정 Parameters는 제어 소프트웨어에서 자동으로 조정됩니다.

3) 낮은 운영 비용, 높은 사용성
신뢰성이 높은 구성요소를 일관되게 사용하면 낮은 고장률과 적은 운영 비용으로 긴 운영 수명을 보장할 수 있습니다. 그러나 결함이 발생할 경우 모든 구성 요소를 쉽게 교체할 수 있으므로 높은 사용성이 보장됩니다.

4) WATOM을 사용한 공정 중 검사
웨이퍼 산업의 요구 사항을 충족하려면 적절한 테스트 시스템을 사용한 공정 중 검사가 필수입니다. WATOM 시스템은 포괄적 인 테스트 및 분석을 위한 최상의 가능성을 제공합니다.

5) 모서리 라운딩, 노치 모양 및 직경 편차
웨이퍼 엣지 라운딩 및 검사는 수백 가지 생산 공정에서 안정적인 취급을 보장하는 데 중요한 역할을합니다. 웨이퍼를 처리 할 때 나노 미터 정확도를 달성하려면 전체 원주에 대한 웨이퍼 가장자리, 노치 모양 및 직경 편차가 정확한 사양을 준수해야합니다.

6) 코팅 및 희석 공정
다양한 반도체의 제조 공정은 웨이퍼 형상에 대한 추가 요구 사항을 제기합니다. 가장자리 영역에서도 균일하게 코팅되도록 코팅 프로세스에 따라 조정해야 합니다.
WATOM 시스템은 Thinning processes (CMP-Chemical Mechanical Planalization), Edge trimming 및 관련 공정을 모니터링하고 최적화 하기위한 최적의 조건을 제공합니다.

 

문의 : 아이메저(IMEASURE) 정차장

(휴대폰으로 클릭!!)