Waferoriëntatiesysteem voor kristaloriëntatiemeting
Introductie van de apparatuur
Waferoriëntatie-instrumenten zijn precisie-apparaten die gebaseerd zijn op de principes van röntgendiffractie (XRD). Ze worden voornamelijk gebruikt in de halfgeleiderproductie, de optische materialenindustrie, de keramiekindustrie en andere kristallijne materialenindustrieën.
Deze instrumenten bepalen de oriëntatie van het kristalrooster en sturen nauwkeurige snij- of polijstprocessen. Belangrijkste kenmerken zijn:
- Hoognauwkeurige metingen:Kan kristallografische vlakken oplossen met een hoekresolutie tot 0,001°.
- Compatibiliteit met grote steekproeven:Ondersteunt wafers tot 450 mm in diameter en een gewicht tot 30 kg, geschikt voor materialen zoals siliciumcarbide (SiC), saffier en silicium (Si).
- Modulair ontwerp:Uitbreidbare functionaliteiten omvatten onder meer rocking curve-analyse, 3D-oppervlaktedefectmapping en stapelapparaten voor de verwerking van meerdere monsters.
Belangrijkste technische parameters
| Parametercategorie | Typische waarden/configuratie |
| Röntgenbron | Cu-Kα (0,4×1 mm brandpunt), 30 kV versnellende spanning, 0–5 mA instelbare buisstroom |
| Hoekbereik | θ: -10° tot +50°; 2θ: -10° tot +100° |
| Nauwkeurigheid | Resolutie kantelhoek: 0,001°, detectie van oppervlaktedefecten: ±30 boogseconden (schommelcurve) |
| Scansnelheid | Omega-scan voltooit volledige roosteroriëntatie in 5 seconden; Theta-scan duurt ongeveer 1 minuut |
| Voorbeeldfase | V-groef, pneumatische zuiging, rotatie in meerdere hoeken, compatibel met 2–8-inch wafers |
| Uitbreidbare functies | Analyse van de schommelcurve, 3D-mapping, stapelapparaat, detectie van optische defecten (krassen, GB's) |
Werkingsprincipe
1. Röntgendiffractie Stichting
- Röntgenstraling interageert met atoomkernen en elektronen in het kristalrooster, waardoor diffractiepatronen ontstaan. De wet van Bragg (nλ = 2d sinθ) bepaalt de relatie tussen diffractiehoeken (θ) en roosterafstand (d).
Detectoren vangen deze patronen op, waarna ze worden geanalyseerd om de kristallografische structuur te reconstrueren.
2. Omega Scanning Technologie
- Het kristal draait voortdurend om een vaste as terwijl het wordt belicht door röntgenstralen.
- Detectoren verzamelen diffractiesignalen over meerdere kristallografische vlakken, waardoor de volledige roosteroriëntatie binnen 5 seconden kan worden bepaald.
3. Schommelcurve-analyse
- Vaste kristalhoek met variërende röntgeninvalshoeken om de piekbreedte (FWHM) te meten en roosterdefecten en spanning te beoordelen.
4. Geautomatiseerde controle
- PLC- en touchscreeninterfaces maken vooraf ingestelde snijhoeken, realtime feedback en integratie met snijmachines mogelijk voor closed-loop-regeling.
Voordelen en kenmerken
1. Precisie en efficiëntie
- Hoeknauwkeurigheid ±0,001°, defectdetectieresolutie <30 boogseconden.
- De scansnelheid van Omega is 200× sneller dan traditionele Theta-scans.
2. Modulariteit en schaalbaarheid
- Uitbreidbaar voor gespecialiseerde toepassingen (bijv. SiC-wafers, turbinebladen).
- Integreert met MES-systemen voor realtime productiebewaking.
3. Compatibiliteit en stabiliteit
- Geschikt voor monsters met een onregelmatige vorm (bijvoorbeeld gebarsten saffierstaven).
- Dankzij het luchtgekoelde ontwerp is er minder onderhoud nodig.
4. Intelligente werking
- Kalibratie met één klik en verwerking van meerdere taken.
- Automatische kalibratie met referentiekristallen om menselijke fouten tot een minimum te beperken.
Toepassingen
1. Halfgeleiderproductie
- Wafer-dicingoriëntatie: bepaalt de Si-, SiC- en GaN-waferoriëntatie voor optimale snij-efficiëntie.
- Defect mapping: Identificeert krassen of dislocaties op het oppervlak om de spaanopbrengst te verbeteren.
2. Optische materialen
- Niet-lineaire kristallen (bijv. LBO, BBO) voor laserapparaten.
- Referentie-oppervlaktemarkering van saffierwafers voor LED-substraten.
3. Keramiek en composieten
- Analyseert de korreloriëntatie in Si3N4 en ZrO2 voor toepassingen bij hoge temperaturen.
4. Onderzoek en kwaliteitscontrole
- Universiteiten/laboratoria voor de ontwikkeling van nieuwe materialen (bijv. legeringen met een hoge entropie).
- Industriële kwaliteitscontrole om batchconsistentie te garanderen.
XKH's diensten
XKH biedt uitgebreide technische ondersteuning gedurende de gehele levenscyclus van waferoriëntatie-instrumenten, inclusief installatie, optimalisatie van procesparameters, analyse van de schommelcurve en 3D-mapping van oppervlaktedefecten. Maatwerkoplossingen (zoals ingotstapeltechnologie) verhogen de efficiëntie van de productie van halfgeleiders en optische materialen met meer dan 30%. Een toegewijd team verzorgt trainingen op locatie, terwijl 24/7 ondersteuning op afstand en snelle vervanging van reserveonderdelen de betrouwbaarheid van de apparatuur garanderen.
