Das Kontaktwinkelmessgerät SURFTENSHL wurde speziell für den Einsatz in der Halbleitertechnologie zur Messung des Benetzungsverhaltens von Siliziumwafern entwickelt. Es zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
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Reinraumtauglichkeit
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schnelle und einfache Messung des Kontaktwinkels
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besonders kompakter Aufbau
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spezieller Messtisch zur schnellen Messung der Kontaktwinkelverteilung auf der Waferoberfläche
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intuitiv zu bedienende Software
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komfortable Dokumentation der Messergebnisse in Protokollen und Bildern
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bei Bedarf Berechnung der freien Oberflächenenergie nach Wu
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wahlweise Ausstattung mit PC oder Laptop (unabhängig von der eingesetzten Kamera)
Die Einstellung des Benetzungsverhaltens von Siliziumwafern ist ein Standard-Prozesschritt in der Halbleitertechnologie. Die objektive Messung der Oberflächenenergie vor allem nach der Behandlung der Oberfläche ist notwendig, um die Einhaltung technologischer Parameter im Produktionsprozess zu kontrollieren und zu garantieren oder neue Technologien zu entwickeln. Die SURFTENSHL-Modellreihe ist speziell auf die Ansprüche in der Halbleitertechnologie zugeschnitten.
Durch die manuellen Bewegungen ist dieses Gerät preiswert und sehr leicht zu bedienen. Der spezielle Tischaufbau gewährleistet, dass jeder Punkt des Wafers sehr schnell zur Kontaktwinkelmessung erreicht wird, wodurch Mappings der Kontaktwinkelverteilung über die gesamte Probe mit geringem Zeitaufwand möglich werden.
Die Geräteabmaße sind wahlweise auf Wafer bis einschließlich 200 mm oder für 300 mm dimensioniert.
Dieser Gerätetyp hat sich besonders für den Einsatz in der Standard-Technologiekontrolle bewährt, da die Optik und die Kamera nicht für den Operator zugänglich sind. Dadurch werden gleichbleibende Einstellungen garantiert, die bei identischen Oberflächen auch zu identischen Messergebnissen führen.
Grundsätzlich ermöglicht die Messsoftware SURFTENS die vollautomatische Messung des Kontaktwinkels am liegenden Tropfen nach verschiedenen Fitmethoden (Sphäre, Polynom). Dabei wird der Tropfen automatisch erkannt. Für mitunter probenabhängig auftretende kritische Kontrastverhältnisse kann die Basislinie manuell durch den Operator definiert werden. Auch die rein manuelle Messung des Kontaktwinkels durch Setzen von Messpunkten ist möglich.
Der Leistungsumfang wird durch zahlreiche Mess- und Servicefunktionen erweitert.
Dazu gehören:
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Echtzeitanzeige des aktuellen Kontaktwinkels am Livebild
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automatische Messung der zeitabhängigen Kontaktwinkeländerung und Darstellung in frei skalierbaren Diagrammen (Taktzeit völlig frei wählbar, minimale Taktzeit ca. 50 ms)
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Messung des Fortschreit- und Rückzugswinkels am Livebild
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gleichzeitige Messung des rechts- und linksseitigen Kontaktwinkels oder Messung des Mittelwertes
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Messung an gekrümmten Oberflächen mit schräger Basislinie
Die Software besitzt ein Auswertemodul (Theorie nach Wu) zur Berechnung der freien Oberflächenenergie von Festkörpern aus den gemessenen Kontaktwinkeln von zwei bekannten Messflüssigkeiten.
Durch spezielle Hilfsfunktionen der Software ist auch mit dem manuellen Dispenssystem das Tropfenvolumen auf 0,1 µl reproduzierbar. Zusätzlich kann durch die Software das Tropfenvolumen mit der gleichen Genauigkeit gemessen werden.
Ein weiteres nützliches Feature besteht darin, dass die Software das Livebild der Kamera als Film speichern kann. Alle Mess- und Auswertefunktionen sind dann nachträglich auf den Film oder jedes einzelne Bild des Films anwendbar.
Die Messergebnisse können sehr komfortabel im Bild und in Protokollen dokumentiert werden.
Die Angaben zur Messgenauigkeit beziehen sich auf die Messung am Live-Videobild. Da sich ein gesetzter Tropfen durch Umwelteinflüsse ständig ändert, wird zum Nachweis der Messgenauigkeit ein so genannter "Kontaktwinkelstandard" verwendet. Die Software besitzt folgende Parameter:
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Auflösung der Kontaktwinkelmessung: 0,05°
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Reproduzierbarkeit der Kontaktwinkelmessung: ±0,1°
Bei Bedarf stehen zahlreiche Hard- und Software-Zusatzmodule zur Verfügung, so zum Beispiel ein Doppeldispenser oder ein automatisches Dispenssystem. Andere Baugruppen wie Thermokammer und Neigevorrichtung sind in Verbindung mit dem Gerätetyp SURFTENSUNIVERSAL lieferbar. Ein vollautomatisches Kontaktwinkelmapping ermöglicht die Geräteversion SURFTENSAUTOMATIC.
Das SURFTENSWH 300 ist mit einem Waferroboter und einem Loadport ausgestattet und ist in der Lage, vollautomatische Kontaktwinkel-Mappings für bis zu 25 Wafer hintereinander aufzunehmen.
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