비접촉 센서로 Z- 높이 측정

백지

애플리케이션 노트 LA03-0055

저작권 © 2013 Lion Precision. www.lionprecision.com

개요

Z 높이 측정또는 한 축의 임계 위치에 대한 고해상도의 고 정확도의 비접촉식 측정은 많은 산업에서 일반적으로 요구되는 사항입니다. 제한된 공간, 온도 변화, 진공, 대상 표면 간섭 및 대상과의 우발적 인 접촉으로 인한 측정 프로브 손상으로 인한 설계 요구 사항 및 구현 문제에 대처하는 동안 많은 엔지니어들이 고해상도로 정확한 측정을 시도하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 용량 성 및 와전류 비접촉 변위 센서는 작은 크기, 유연성, 사용 편의성, 고해상도, 비접촉 특성 및 견고한 디자인으로 인해 z- 높이 측정의 표준 기술이되었습니다. 용량 성 및 와전류 센서는 특정 z- 높이 측정 애플리케이션에 맞게 쉽게 사용자 정의 할 수 있습니다.

권장 Z 높이 측정 장비

엘리트 정전 용량 센서

<1 nm 분해능 깨끗하고 건조한 환경 필요

엘리트 시리즈

 

ECL202 와전류 센서

<100 nm 분해능 습한 환경에서 작동 비전 도체 감지 안 함

ECL202

 

기술

많은 기술이 이들에 적용되었습니다 z 높이 측정각각 고유 한 문제가 있습니다. 접촉 게 이징은 대상 표면을 손상시킬 수 있습니다. 광학 게 이징은 열 감도, 타겟 재료의 불일치 한 반사성으로 인해 요구되는 공간에 맞추기가 어려울 수 있습니다. 프로브의 끝이 접지 된 표면에 닿으면 일부 용량 성 제품에 내부 전자 장치가 손상 될 수 있습니다 (Lion Precision 용량 성 변위 센서에는이 문제가 없습니다).
Lion Precision 정전 용량 및 와전류 센서는 견고하고 열 보상되며 15 나노 미터 미만의 분해능과 100 kHz의 높은 대역폭을 제공합니다. 진공 상태에서 사용할 수 있으며 저전력 소비로 민감한 환경에 열을 추가하지 않습니다. 또한 완벽하게 맞도록 사용자 정의 할 수 있습니다. 용량 성 센서는 절대 최고 해상도를 제공하지만 깨끗한 환경에서 사용해야합니다. Eddy-Current 센서는 XNUMXnm 미만의 해상도를 제공하면서 습한 환경에서 사용할 수 있습니다.

응용 및 산업

Z- 높이 측정 광학 및 비 광학 처리를위한 정확한 위치 지정이 필요한 산업에서 일반적입니다. 많은 응용 분야 중 일부에는 반도체 웨이퍼 처리 및 검사, 마이크로 리소그래피, 광학 및 비 광학 현미경, 초점 및 사전 초점, 마스크 위치 및 정렬, 스캐닝 제어 및 평탄화가 포함됩니다. 이러한 응용 분야는 종종 나노 미터가 중요한 위치에 중요한 위치를 요구합니다. 여기에는 슬러리로 채워진 화학-기계적 평탄화 환경에서 가스 방출이 적고 전력 소모가 적은 진공 환경에 이르기까지 까다로운 환경이 포함될 수 있습니다.

마스크 정렬 Z- 높이

오늘날의 회로 밀도를 달성하려면 반도체 처리에 사용되는 마스크를 정확하게 정렬해야합니다. 웨이퍼에 대한 마스크의 z- 높이 및 평행도를 모니터링하기 위해 XNUMX 개의 비접촉 프로브가 장착 될 수있다. 센서의 출력을 동일하게 유지하면 병렬 처리가 가능하고 실제 출력 값은 임계 간격 치수를 나타냅니다.

센서 다이어그램

화학 기계적 평탄화 (CMP Z 높이)

정밀한 래핑 공정은 반도체, 디스크 드라이브 및 재료 제거 깊이를 정확하게 제어해야하는 기타 산업에서 사용됩니다. 화학적-기계적 평탄화 공정은 랩핑 할 물체에 대해 회전하는 정밀 플래 튼에 연마 슬러리를 사용합니다. 재료가 제거되면 랩핑되는 물체를 고정하는 캐리어가 플래 튼에 더 가까이 이동합니다. 와전류 센서는 슬러리를 감지하지 않으므로 제거 된 물질의 양을 결정하기 위해 캐리어에 대한 플래 튼의 상대적 위치 (z 높이)를 정밀하게 측정합니다. 센서의 높은 분해능을 통해 100nm 이내로 측정 할 수 있습니다. 반도체 웨이퍼의 경우 와전류 센서는 웨이퍼와 슬러리를 "투과"하여 플래 튼까지의 거리를 측정 할 수 있습니다.

도표

포커스 / 프리 포커스

광학 및 비 광학 현미경은 정밀성을 요구합니다 z 높이 위치 적절한 초점을 유지합니다. 초점을 제어하기위한 광학 알고리즘이 있지만 올바른 초점을 찾는 동안 속도가 느려질 수 있습니다. 비접촉식 센서를 사용하면 광학 알고리즘이 프로세스를보다 빠르게 완료 할 수있는 정확한 초점 거리의 위치로 빠르게 이동할 수 있습니다.
많은 현미경 응용 분야에서 공간이 제한적이고 성능이 극도로 요구되기 때문에 사용시 상당한 이점이 있습니다. 맞춤형 설계 프로브; 이 그림은 45 °로 구성된 용량 성 프로브를 보여줍니다.

도표

스캐닝

일부 처리 및 검사 응용 프로그램은 스캔 헤드를 사용하여 대상 물체의 표면을 처리하거나 검사합니다. Z 높이 간격 및 정렬은 여전히 ​​중요하지만 정적 제어보다는 동적입니다. Lion Precision 정전 용량 및 와전류 센서는 15kHz의 넓은 대역폭과 필요한 경우 80kHz의 높은 대역폭을 제공합니다. 빠른 응답 시간과 우수한 위상 응답은 동적 응용 분야에서 정확하고 안정적인 서보 제어를 가능하게합니다.

도표

유용한 링크

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