Mesure 3D sans contact des tampons CMP
Système de mesure : NOVACAMTM PROFILOMÈTRE OPTIQUE 3DTM ou SURFACEINSPECTTM système
Mots-clés : polissage mécanique chimique, haute précision, inspection de rainures, de canaux, de terrains, de profils, de topographie de surface à rapport d'aspect élevé
Contrôle de la qualité des surfaces des tampons CMP
Les tampons CMP (planarisation/polissage chimico-mécanique) sont des tampons en mousse de polyuréthane en forme de disque utilisés dans la fabrication de semi-conducteurs pour les dispositifs de circuits intégrés avancés. En particulier, les tampons sont utilisés dans le processus CMP pour aplanir et polir les plaquettes de silicium jusqu'à ce qu'elles aient une finition miroir.
L'efficacité du processus CMP dépend en grande partie de la géométrie de la surface du tampon. C'est pourquoi le contrôle de la qualité (CQ) des surfaces des tampons CMP s'effectue à deux niveaux :
- Pendant la fabrication des tampons CMP, L'inspection CQ comprend des mesures de l'ensemble de la surface du tampon, y compris des mesures géométriques des rainures et des surfaces (surface entre les rainures). Les fabricants qui obtiennent et suivent les mesures de chaque patin sont en mesure de fournir à leurs clients des rapports de contrôle de qualité.
- Au cours du processus CMPL'inspection CQ sert à déterminer le degré d'usure de la surface des plaquettes causée par le dur processus CMP. La profondeur des rainures, par exemple, peut être mesurée de façon intermittente pour s'assurer que la profondeur des rainures est suffisante pour continuer à utiliser le même tampon.
Les systèmes de métrologie 3D sans contact de NOVACAM permettent d'inspecter avec une précision de l'ordre du micron les tampons de CMP et d'assurer un contrôle rigoureux de la qualité des surfaces pour les fabricants de CMP. (Les mesures indiquées sont en mm, l'analyse a été faite avec le logiciel GD&T PolyWorks Inspector).
Mesures de tampons CMP : 3D, haute précision, sans contact, automatisé
NOVACAMTM Les systèmes de métrologie 3D offrent aux fabricants de tampons CMP des capacités sans précédent pour des mesures rapides et complètes. Ces capacités sont notamment les suivantes
- Mesures de surface 3D sans contact avec une résolution axiale de 1 μm (40 μin).
- Capacité à numériser des caractéristiques à rapport d'aspect élevé, telles que les étroites rainures des tampons CMP
- Acquisition de surface à grande vitesse - jusqu'à 100 000 mesures 3D/s
- Mesures dimensionnelles et de rugosité avec la même sonde
- Capacité à obtenir des profils longs
- Installation pour les mesures automatisées en laboratoire et dans la production automatisée à haut volume.
Vue en zoom d'une rainure d'un tampon de CMP avec les marques d'outils sur le fond de la rainure bien visibles. Les mesures sont exprimées en mm.
Exemple de mesure du tampon CMP
Une zone de 10 mm x 10 mm de la surface d'un tampon CMP a été scannée avec NOVACAM Système SURFACEINSPECTLe système d'information sur la santé (SIS) permet d'obtenir un nuage de points en 3D avec des mesures d'une précision de l'ordre du micron à des fins d'analyse.
En zoomant sur les rainures, les marques d'outils sur le fond des rainures sont facilement visibles.
La profondeur des rainures a été étudiée et il a été démontré qu'elle variait entre 0,768 et 0,793 mm.
Une analyse de la forme du fond de la rainure a été effectuée. Des cylindres parfaits ont été installés sur chaque rainure afin d'obtenir une mesure du rayon moyen. Les rayons de courbure mesurés varient entre 475 et 528 μm.
La vue de dessous des rainures du tampon CMP montre clairement les marques de l'outil utilisé pour usiner les canaux. Des cylindres parfaits ont été montés sur chaque rainure afin d'obtenir une mesure du rayon moyen. Ici, les rayons de courbure mesurés se sont avérés varier entre 475 et 528 μm.
Le défi de la mesure des rainures des tampons CMP
En raison de l'étroitesse de l'ouverture de la rainure, il est difficile, voire impossible, d'inspecter la géométrie complète des fonds de rainure à l'aide de palpeurs ou de systèmes optiques reposant sur la triangulation.
En revanche, les systèmes de métrologie 3D de NOVACAM n'ont aucun problème à mesurer même les coins inférieurs des rainures à parois abruptes. Cela est dû au fait qu'ils scannent de manière colinéaire, c'est-à-dire que le faisceau de lumière se déplace vers le haut et vers le bas le long de la même trajectoire.
Un simple profil linéaire du tampon CMP indique la profondeur et la forme des rainures usinées de canalisation de la boue.
Profils longs pour des mesures rapides en cours de processus
Les systèmes de métrologie 3D NOVACAM permettent d'optimiser le processus d'inspection des tampons CMP en mesurant rapidement et efficacement à l'aide de sondes optiques à fibre optique. Les sondes sont montées sur des portiques ou des platines de précision au-dessus des tampons CMP.
En fonction des exigences de leurs applications, les fabricants choisissent parmi deux types de sondes :
- sondes standard (partie de NOVACAM Système de PROFILOMÈTRE 3D OPTIQUE) et
- sondes galvées (partie de NOVACAM Système SURFACEINSPECT) qui numérisent selon un modèle de trame.
Quel que soit le type de sonde choisi, le balayage est effectué point par point à une vitesse de 100 000 mesures de points 3D par seconde le long de trajectoires de balayage définies par l'utilisateur.
La mesure de profils longs est disponible et appréciée dans les applications de mesure CMP. Elle élimine la nécessité d'un tuilage et d'un piquage fastidieux qui seraient nécessaires avec des systèmes de mesure de type microscope.
Un balayage plus espacé du tampon CMP - comme ce profil tous les 1 mm - peut être sélectionné pour suivre la forme et la profondeur des rainures du tampon CMP.
Avantages du système
Avantages pour les fabricants de tampons CMP
Grâce à l'intégration automatique et transparente des données de mesure dans le contrôle du processus, les fabricants de tampons CMP sont en mesure de.. :
- Effectuer l'inspection 100% des tampons
- Fournir à leurs clients un rapport de contrôle de qualité pour chaque tampon.
- Enregistrement et suivi des mesures afin d'optimiser l'utilisation des consommables dans leur processus de fabrication
Avantages pour les installations utilisant des procédés CMP
Les gestionnaires de processus peuvent utiliser le même système de métrologie 3D pour.. :
- Contrôle de la géométrie de la surface de la plate-forme CMP
- Mesure des conditionneurs de surface
- Mesure des plaquettes.
Analyse du terrain (surface supérieure) du tampon CMP : le nuage de points 3D de la surface supérieure mesurée est affiché sous la forme d'une carte de déviation en couleur par rapport à un plan plat. La valeur de planéité GD&T calculée est indiquée dans l'encart vert.
Liens connexes
Télécharger la note d'application "Métrologie des tampons CMP" (en anglais) [4 pages, PDF, 0.5 MB] pour plus de détails sur cette application
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