Zeta Optische Profilometer

KLA

Optische Profilometer

 

Die berührungslosen optischen Zeta Profilometer von KLA integrieren sechs leistungsstarke optische Messmethoden in einem vollständig konfigurierbaren und einfach zu bedienenden System.

Dank der Kombination verschiedener Methoden kann nahezu jede Oberfläche zuverlässig und hochaufgelöst abgebildet werden: von sehr glatt bis sehr rau, von sehr gering bis sehr hoch reflektierend, transparent oder undurchsichtig. Auch Mehrschichtsysteme mit Schichtdicken im nm- bis in den mm-Bereich stellen kein Problem dar.

Die Zeta-Systeme bieten eine unübertroffene Vielseitigkeit.

 

ZDotTM Technologie

Die patentierte ZDot™ Technologie ermöglicht es, unseren berührungslosen optischen Profilern, Oberflächen zu messen, die andere Systeme nicht einmal sehen können.

  • Sehr raue Oberflächen
  • Sehr dunkle Oberflächen
  • Tiefe Gräben
  • Mehrschichtige transparente Oberflächen

Die Zeta-Systeme besitzen eine fortschrittliche Beleuchtungseinheit und ein optisches Design, das deutlich effizienter ist als ein herkömmliches Mikroskop. Innerhalb des Beleuchtungspfades ist ein präzises Fokussierungsmuster integriert, die ZDots. Diese ermöglichen es dem System, die Oberfläche zuverlässig und genau zu erfassen (auch sehr raue oder sehr dunkle Oberflächen). Dieses innovative optische Design in Kombination mit den proprietären Algorithmen ergibt ein sehr flexibles System, das sehr tolerant gegenüber der Variation der Probenoberfläche ist, ohne Verlust der Auflösung.

Typische optische Parameter

Objektivvergrößerungen:   2.5X bis 150X
Bildfeldgröße:                       9 mm – 45 µm
Z-Auflösung:                         maximal 10 nm im Standard ZDot-Modus

Die Produktpalette umfasst folgende Geräte:

Zeta-20 / Optischer Echtfarb 3D-Profilometer

Das optische Profilometer Zeta-20 ist ein berührungsloses 3D-Oberflächentopographie-Messsystem. Kernkomponenten sind die patentierte ZDot™-Technologie und die Multi-Mode-Optik, die die Messung einer Vielzahl von Proben ermöglichen: transparent und opak, niedrig bis hoch reflektierend, glatt bis rau und Stufenhöhen von Nanometer bis Millimeter.

Der Zeta-20 integriert sechs verschiedene optische Messtechnologien in einem konfigurierbaren und einfach zu bedienenden System. Der Messmodus ZDot™ erfasst gleichzeitig einen hochauflösenden 3D-Scan und ein True Color Endlosfokusbild. Weitere 3D-Messtechniken sind die Weißlichtinterferometrie, die Nomarski-Interferenzkontrastmikroskopie und die Scherinterferometrie. Die Schichtdicke kann mit ZDot oder einem integrierten Breitbandreflektometer gemessen werden. Das Zeta-20 ist gleichzeitig ein High-End-Mikroskop, das für die Probenprüfung oder die automatisierte Fehlerprüfung eingesetzt werden kann. Das Zeta-20 unterstützt sowohl F&E- als auch Produktionsumgebungen, indem es umfassende Messungen von Stufenhöhe, Rauheit und Schichtdicke sowie die Möglichkeit der Fehlerprüfung bietet.

 

Anwendungen

  • Topografie
  • Stufenhöhe: 3D-Stufenhöhe von Nanometer bis Millimeter
  • Textur: 3D-Rauhigkeit und Welligkeit auf glatten bis sehr rauen Oberflächen
  • Formmessung: 3D Bogen und Form
  • Stress: 2D-Dünnschichtbeanspruchung
  • Schichtdicke: transparente Schichtdicke von 30 nm bis 100 µm
  • Fehlerprüfung: Erfassen von Fehlern größer als 1 µm
  • Fehlerüberprüfung: KLARF-Dateien werden verwendet, um zu Fehlern zu navigieren, um die 3D-Oberflächentopographie zu messen oder Fehlerpositionen zu ritzen.

 

Zeta-300

Das Zeta-300 bietet sämtliche 3D-Mess- und Abbildungsfunktionen des Zeta-20, kombiniert mit einem integrierten Isolationstisch und einer flexiblen Konfiguration für größere Proben.

Das Zeta-300 bietet sämtliche 3D-Mess- und Abbildungsfunktionen des Zeta-20, kombiniert mit einem integrierten Isolationstisch und einer flexiblen Konfiguration für größere Proben. Das System basiert auf der ZDot™ Technologie, die gleichzeitig hochauflösende 3D-Daten und ein Echtfarb-Bild mit unendlicher Tiefenschärfe liefert. Das Zeta-300 unterstützt sowohl F&E- als auch Produktionsumgebungen mit Multi-Mode-Optik, einfach zu bedienender Software und niedrigen Betriebskosten.

Zeta-388

Das optische Profilometer Zeta-388 ist ein berührungsloses 3D-Oberflächentopographie-Messsystem. Das System verfügt über integrierte Isolationsoptionen und einen Kassette-zu-Kassette-Handler für vollautomatische Messungen. Kernelemente des Zeta-388 sind die patentierte ZDot™-Technologie und die Multi-Mode-Optik, die die Messung einer Vielzahl von Proben ermöglichen: transparent und opak, niedrig bis hoch reflektierend, glatt bis rau und Stufenhöhen von Nanometer bis Millimeter.

Der Wafer-Handler ermöglicht automatisches Laden von opaken (z.B. Silizium) und transparenten (z.B. Saphir) Proben mit einem Durchmesser
von 50 mm bis 200 mm.

Weitere Features sind die einfach zu bedienende Software, niedrige Betriebskosten und SECS/GEM-Kommunikation.

Verfügbare Messmodi:

ZIC / INTERFERENZKONTRAST

DIC (Differential Interference Contrast) ist eine rein qualitative Abbildungsoption, die auf vielen gängigen optischen Mikroskopen verfügbar ist.

Zeta hat diese Fähigkeit auf die nächste Stufe gehoben und bietet seinen Anwendern die Möglichkeit, die hochauflösenden Interferenzkontrastbilder in quantitative Oberflächenrauigkeitszahlen umzuwandeln. Die Option ZIC ermöglicht die Prüfung von superglatten Oberflächenrauigkeiten im Bereich von 5 Å. Kritische Defekte auf Wafern und Plattensubstraten wie z.B. Dünnschichtverunreinigungen können mit der ZIC-Option einfach abgebildet und gemessen werden.

Z-Auflösung: < 3 Å

ZSI / SCHERINTERFEROMETRIE

Das Zeta Shearing Interferometer (ZSI) verbessert die ZIC-Technik weiter, indem es einen proprietären Phasenanpassungsmechanismus und eine fortschrittliche Datenverarbeitungssoftware integriert. Das Ergebnis ist ein berührungsloser optischer Profiler mit Angstrom Level Z Empfindlichkeit.

Die ZSI-Technik erfordert keine teuren interferometrischen Objektive oder spezielle Schwingungsdämpfungstische. Außerdem ist kein Z-Scannen erforderlich. All dies führt zu einer besseren XY-Auflösung, höherer Benutzerfreundlichkeit, schnellerer und zuverlässigerer Datenerfassung und geringeren Kosten für Anlagen und Wartung.

Z-Auflösung: < 0,5 Å

ZX5 & ZX100 / Weißlichtinterferometrie

Die Zeta ZX5-Optik kombiniert die Empfindlichkeit eines Michelson-Interferometers mit unserer Echtfarbgebung. Es ist ideal für die Messung von Nanometerhöhen über große Flächen.

Z-Auflösung:  < 1nm

ZFT / FILMDICKE

Ein optional erhältliches integriertes spektroskopisches Reflektometer emöglicht die Bestimmung der Schichtdicken komplexer Mehrschichtsysteme (bis 8 Schichten) oder, bei bekannter Dicke, die n&k-Werte zu berechnen.

Unter Verwendung einer gemeinsamen Lichtquelle, eines gemeinsamen optischen Weges und einer gemeinsamen Kamera, erfolgt die Schichtdickenmessungen an der gleichen Stelle wie die 3D-Messungen. Eine grafische Anzeige auf dem Livebild-Bildschirm zeigt dem Anwender deutlich an, wo die Schichtdickenmessung durchgeführt wird.

ZFT funktioniert sogar an extrem schlecht reflektierenden Oberflächen, wie z.B. Solarzellen mit einem Reflexionsgrad von weniger als 0,5%.

Viele Schichtdickenmessgeräte haben Schwierigkeiten, ein Signal von dieser Art Oberflächen auszuwerten, da sie auf reflektiertes Licht angewiesen sind, um Phasenänderungen oder andere Parameter zu berechnen. Das breitbandige Weißlicht und der senkrechte Lichteinfall ermöglichen den Einsatz der ZFT-Option an einer Vielzahl optisch transparenter Folien.

Schichtdickenbereich: 30 nm bis 100 µm

 

Zusatzoptionen:

Objektivlinsen
Eine breite Palette von Objektiven ist erhältlich, darunter 1,25x – 150x Normalobjektive, Objektive mit großem Arbeitsabstand, Objektive mit extrem langem Arbeitsabstand, Objektive mit Brechungsindexkorrektur durch transmissive Objektive, Flüssigkeitstauchobjektive und Interferometrieobjektive mit vertikaler Abtastung.

Kopplerlinsen
Es sind vier verschiedene optische Koppler erhältlich, um die optische Vergrößerung zu ändern. Das System kann mit dem 1x Koppler konfiguriert werden, um die native Vergrößerung beizubehalten, oder mit 0,35x, 0,5x oder 0,63x Kopplern, um die Vergrößerung zu erhöhen.

Objektivrevolver
Die Geräte können mit einem manuellen 5- oder 6-fach Revolverkopf und einem Objektivsensor zur automatischen Objektiverkennung konfiguriert werden. Das System kann auch mit einem motorisierten 6-Positionen-Revolver für den vollautomatischen Betrieb konfiguriert werden.

Probenbeleuchtung
Die Systeme verwenden zwei extra-helle weiße LEDs als Standardbeleuchtung. Eine Durchlichtbeleuchtung für anspruchsvolle transparente Proben, wie beispielsweise gemusterte Saphirsubstrate (PSS), ist optional ebenfalls erhältlich.

Z-Antrieb
Die Zeta-Systeme können mit unterschiedlichen Z-Antrieben ausgestattet werden, um die Systemleistung zu verbessern. Ein Piezo-Z-Antrieb kann hinzugefügt werden, um die Z-Auflösung für die Messung von Stufenhöhen im Nanometerbereich mit den Messmodi ZDot oder ZXI zu verbessern. Der Z-Tisch kann auf einem Schwenkarm montiert werden, damit der Kopf um die Probe gedreht werden kann, um den Einfallswinkel auf der Oberfläche zu ändern. Eine optionale 280 mm Z-Säule kann große Teile wie Tabletts, Telefone und große Maschinenkomponenten aufnehmen. Der XY-Tisch kann mit einem manuellen Verfahrweg von 300 mm oder einem motorisierten Verfahrweg von 150 oder 200 mm gewählt werden. Dem XY-Tisch kann ein manueller Drehtisch hinzugefügt werden. Ein manueller Kipptisch zum Ausrichten der Probe im Interferentbetrieb kann hinzugefügt werden.

Probenhalter
Zur Auswahl stehen eine Reihe von Probenaufnahmen, beispielsweise auch Chucks mit Aussparungen für transparente Substrate zur Unterstützung der Durchlichtbeleuchtung. Unterstützung für mehrere Wafergrößen, einschließlich 300 mm, und mehrere Probenhalter sind verfügbar. Wenn wir die von Ihnen benötigte Probenhalterug nicht haben, wenden Sie sich bitte an KLA-Tencor mit Ihren Anforderungen.

Schwingungsisolationstische
Die Geräte Zeta-300 und Zeza-388 sind bereits von Werkl aus mit einer passiven Schwingungsisolation ausgerüstet. Zur Verbesserung der Performance bieten wir zusäztlich auch aktive Schwingungsisolationssysteme an.

Standards für Stufenhöhe und Schichtdicke
Der Zeta-300 verwendet Dünn- und Dickschicht-NIST-rückverfolgbare Stufenhöhenstandards, die von VLSI Standards angeboten werden. Die Normale verfügen über eine geätzte Quarzstufe mit einer Chrombeschichtung. Ein Stufenhöhenbereich von 8 nm bis 250 µm ist verfügbar.

Ein verfügbarer zertifizierter mehrstufiger Standard hat nominelle Schritthöhen von 8, 25, 50 und 100 µm. Der Standard verfügt über verschiedene Muster für die XY-Kalibrierung. Für ZFT steht ein zertifizierter Schichtdickenstandard zur Verfügung, der eine Referenz-Siliziumoberfläche und eine nominale 270 nm Siliziumdioxidschichtdicke beinhaltet. Referenzrauhigkeiten und Spiegelproben sind ebenfalls verfügbar.

Automatisierte Sequenzierungssoftware
Die automatisierte Sequenzierungssoftware erlaubt die Programmierung des motorisierten XY-Tisch für automatisierte Messungen an verschiedenen Probenpositionen. Die Ergebnisse werden in benutzerdefinierten Ordnern gespeichert. Zur Zusammenfassung der Ergebnisse wird ein Ausgabebericht mit Statistiken erstellt.

Die fortschrittliche Sequenzierungssoftware beinhaltet eine Mustererkennung zur automatischen Ausrichtung der Probe. Dies ermöglicht vollautomatische Messungen und reduziert die Auswirkungen von Bedienungsfehlern. Die automatische Kalibrierung kann auch aktiviert werden, wenn integrierte Standards auf dem Messtisch verwendet werden.

Stitching-Software
Die automatisierte Bildstitching-Software nutzt den motorisierten XY-Tisch, um benachbarte Oberflächenpositionen anzufahren und aus den Einzelmessungen ein großes Gesamtbild zu erzeugen. Das System misst automatisch jeden Standort, richtet die Bilder aus und kombiniert sie zu einem Datensatz. Die Ergebnisse können wie jede andere Ergebnisdatei analysiert werden.

Zusatz-Analyse-Software
Die Apex-Analysesoftware erweitert die Standardfunktionalität des Tools für die Datenanalyse um eine Reihe von Analyseverfahren wie Probenleveling, Filterung, Stufenhöhenmessung oder Rauheitsmessung. Unterstützt werden die neuesten ISO-Rauheitsberechnungsmethoden sowie lokale Normen wie ASME. Die Software dient auch als Plattform für das Verfassen von Berichten mit der Möglichkeit, Text, Anmerkungen und Pass/Fail-Kriterien hinzuzufügen.  Die Software wird in acht Sprachen angeboten.

Offline-Analyse-Software
Die Offline-Software verfügt über die gleichen Funktionen zur Datenanalyse und Rezepterstellung wie das Tool. Auf diese Weise kann der Anwender Rezepte erstellen und Daten analysieren, ohne wertvolle Werkzeugzeit in Anspruch zu nehmen.

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