Компания Covalent объявила о новом партнерстве с Oxford Instruments, направленном на расширение услуг по анализу полупроводниковых материалов. В центре сотрудничества — внедрение «потоков» (workflow) для диагностики пластин на уровне всего 300-миллиметрового вафера, включая методы, которые помогают быстрее находить дефекты, оценивать напряжения и разбираться в причинах отказов в производстве.
Что именно меняется в услугах
Речь идет о расширении сервиса по характеристике (characterization) полупроводников с добавлением процедур на основе вейферного Рамановского анализа и фотолюминесценции. Термины стоит пояснить:
- Рамановская спектроскопия — метод, который по спектру рассеянного света позволяет судить о структуре материала, наличии дефектов и изменениях в кристаллической решетке.
- Фотолюминесценция (PL) — анализ излучения, возникающего при освещении образца; по характеру сигнала можно оценивать качество слоев, электрические свойства и локальные неоднородности.
- Неразрушающий контроль означает, что образец не уничтожается в процессе измерений, что особенно важно при работе с производственными пластинами.
По заявлению компаний, новая функциональность рассчитана на задачи, которые напрямую связаны с устойчивостью технологического процесса: выявление дефектов, построение карт распределения напряжений и деформаций, поддержка разработки процессов (process development) и анализ причин отказов (failure analysis) на масштабе всего вафера.
Почему актуальны «карты» по всей пластине
Сотрудничество ориентировано на материалы, которые переходят к серийному выпуску — в частности, на карбид кремния (silicon carbide) и нитрид галлия (gallium nitride). Эти материалы рассматриваются как перспективные для высокопроизводительной электроники и силовых компонентов, но они чувствительны к неоднородностям технологических режимов.
Командам, которые работают с SiC и GaN, нужна пространственно-детализированная диагностика — то есть измерения, показывающие, как свойства меняются от центра к краю пластины и в отдельных локальных областях. Ранее такие подходы упирались в ограничения по производительности и масштабированию: чем больше площадь измеряемой поверхности, тем сложнее обеспечить скорость и стабильность процедуры.
Как устроена новая конфигурация
Для реализации проекта Covalent встроила в свою среду приложений технологию Oxford Instruments WITec360™ Raman. Система дополнительно настроена на использование двух длин волн лазерного возбуждения — 355 нм и 532 нм. Такой подбор спектральных условий позволяет одновременно решать две прикладные задачи:
- Фотолюминесцентный анализ поверхности, который дает информацию об оптических и структурных свойствах материала.
- Рамановское изображение с высоким разрешением, позволяющее получать детальные карты характеристик по площади пластины.
В результате компании делают акцент на том, что обе процедуры объединяются в едином рабочем процессе для задач, связанных с соединениями полупроводников и другими «расширенными» материалами (advanced materials).
Масштаб: пластины до 300 мм
Оборудование поддерживает обработку пластин диаметром до 300 мм. Это ключевой параметр для производственных линий: 300-миллиметровые пластины — стандарт для высокообъемного производства во многих технологических цепочках, поскольку они позволяют получать большее количество кристаллов за счет увеличенной площади.
Заявлено, что в рамках одного интегрированного workflow можно выполнять вейферное картирование по таким направлениям, как кристалличность, легирование (doping), напряжения, а также выявление дефектов.
Позиции компаний и ожидания от партнерства
Генеральный директор Covalent Craig Hunter отметил, что смысл проекта — не только в расширении измерительных возможностей, но и в том, чтобы дать клиентам больше инструментов для производственных решений. По его словам, в Covalent взяли «сильную» Raman-технологию Oxford Instruments и упаковали ее в рабочие сценарии, которые помогают улучшать выход годной продукции (yield), поддерживать контроль технологических параметров и проводить анализ отказов на уровне вафера.
Со своей стороны старший вице-президент по продажам и приложениям Oxford Instruments Vahan Tchakerian подчеркнул, что платформы Raman позволяют выполнять быстрый, высокодетальный и при этом неразрушающий контроль полупроводниковых материалов на пластинах размером до 300 мм. Он также связал партнерство с целью сократить дистанцию между этапом разработки (R&D) и серийным производством, ускоряя и подготовку технологий, и выпуск продукции.
Краткий контекст: почему переход к HVM важен
Под высокообъемным производством (high-volume production, HVM) обычно понимают стадию, когда технология уже доказала работоспособность в лаборатории и начинает масштабироваться на промышленный уровень. На этом этапе особенно критичны воспроизводимость и контроль качества: небольшие отклонения в структуре или дефектность могут напрямую влиять на выход годной продукции и стоимость производства.
Поэтому ставка на неразрушающую диагностику «по всей пластине» — это попытка сделать контроль более системным: получать данные не точечно, а в формате карт, которые помогают быстрее выявлять проблемные зоны и корректировать процесс до того, как дефекты превратятся в массовые потери.