Saphirwafer Mess- und Sortieranlage

Automat zur Messung der Kristallorientierung und Verbiegung von Saphir-Wafern mit anschliessender Sortierung der Wafer

Diese neue Anlage misst und sortiert C- und R-orientierte Saphirwafer, die in Kassetten bereitgestellt oder manuell zugeführt werden. 2"-8" Wafer in Standard-Kassetten können verarbeitet werden.

Nach der Messung kann ein Wafer an die gleiche Stelle in der Lade-Kassette zurückgelegt werden oder an einen freien Platz in einer anderen Kassette. Die Abarbeitung für eine oder mehrere Kassetten kann vorab eingestellt werden, so daß nach dem Start die restliche Bearbeitung automatisch erfolgt. Der Barcode auf den Kassetten kann gelesen werden und dient zur Identifizierung und Streckensteuerung einzelner Wafer bzw. ganzer Chargen. Je nach Größe der Wafer können bis zu fünf Kassetten geladen werden.

Zur Bestimmung der Kristallorientierung wird ein Omega-Scan durchgeführt. Dieses Röntgenmessverfahren ergibt die Orientierung mit hoher Genauigkeit, auch dann, wenn die Kristallorientierung stark (~2° Fehlorientierung) von der Hauptorientierung abweicht. Bei einer Messung wird der Drehtteller, auf dem der Wafer aufliegt, mit konstanter Geschwindigkeit gedreht. Eine Umdrehung (Scan) dauert etwa 5 Sekunden. Werden mehrere Scans zwecks Verbesserung der Messstatistik überlagert, dann erhöht sich die Gesamtverabeitungszeit lediglich um diese relativ kleine Zeitspanne.

Der aktuelle Messaufbau erlaubt die Messung von C- und R-orientierten Wafern. Prinzipiell ist aber auch eine Erweiterung auf A- und M-Orientierungen möglich.

Parallel zur reinen Röntgenmessung wird eine laser-optische Messung der lokalen Oberflächennormale am Messpunkt durchgeführt. Die Kristallorientierungswerte werden dann in der Regel auf die Oberflächennormale bezogen.

Die Lage der Wafermarkierung (Kerbe oder Abflachung) kann optisch bestimmt werden. Das erfolgt mittels einer Kamera, die in Verbindung mit einer Orientierungsmessung eine optische Erfassung des Wafers am Messplatz vornimmt. Die Abweichung der Markierung vom Sollwert kann somit bestimmt und mit den anderen Messdaten protokolliert werden.

Eine Besonderheit ist die Messung der Verbiegung der Oberfläche. Dabei kommt ein Linienlaser zum Einsatz, dessen Projektion von der Kamera erfasst wird, während der Wafer auf dem Messplatz um die Messachse gedreht wird. Als primäres Messergebnis wird die 3D-Gestalt der Oberfläche erhalten. Zur Sortierung kann man dann Kriterien, wie etwa eine maximal zulässige Verbiegung definieren.

Leistungsmerkmale

• C-/R-Saphir-Wafer 2"-8"
• Manuelle Vermessung eines Wafers
• Automatische Abarbeitung nach Programmvorgabe frei einstellbar
• 1-3 Standardkassetten pro Ladeschlitten; 3 Ladeschlitten
• Integrierter Bar-Code Leser
• Meßprinzip(Orientierung): Omega-Scan und Laser-Messung der Oberflächennormale
• Meßprinzip(Verbiegung): Linien-Laser-Messung
• Meßprinzip(Markierung): Leuchtfeld und optische Bilderfassung und Auswertung
• Typische Bearbeitungszeit pro Wafer 1'15"
  
• Typische Genauigkeit der Orientierungsmessung 0.01°
• Typische Genauigkeit der Verbiegungsmessung 10 Mikrometer
• Typische Genauigkeit der Markierungsmessung 0,5mm

Machinenspezifikationen

• Röntgen-Vollschutzgerät
• Röntgengenerator max. 1.2 kW
• Röntgenröhre, Cu Anode, max. 1.5 kW
• Moderner Steuerrechner und Bildschirm
• Leicht bedienbare Steuersoftware mit graphischer Oberfläche
• Dioden-Leuchtfeld und optische Kamera zur Bilderfassung
• Linienlaser mit integriertem Messmodul
• Dimensionen 1700 x 880 x 2050 mm
• Gewicht 350 kg
• Stromversorgung 230 V / 50 Hz
• Max. Leistungsaufnahme 2.5 kW
• Kühlwasserversorgung (~20°C, 4l/Min, ~0,3MPa)
• Druckluftversorgung (0,6-0,8MPa, trocken, frei von Öl)

Messeinheit und zwei Kassetten auf Transportschlitten.

Beleuchteter Wafer auf dem Messplatz.

Linienlaser zur Erfassung der Waferverbiegung.

Darstellung der Waferverbiegung.

Gesamtansicht der Anlage.

Weitere Informationen:

• Prospekt zur Wafersortieranlage