سیستم جهت‌گیری ویفر برای اندازه‌گیری جهت‌گیری کریستال
معرفی تجهیزات
ابزارهای جهت‌یابی ویفر، دستگاه‌های دقیقی هستند که بر اساس اصول پراش اشعه ایکس (XRD) کار می‌کنند و عمدتاً در صنایع تولید نیمه‌هادی، مواد نوری، سرامیک و سایر صنایع مواد کریستالی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
این ابزارها جهت‌گیری شبکه کریستالی را تعیین کرده و فرآیندهای برش یا صیقل دقیق را هدایت می‌کنند. ویژگی‌های کلیدی عبارتند از:
- اندازه‌گیری‌های با دقت بالا:قادر به تفکیک صفحات کریستالوگرافی با وضوح زاویه‌ای تا 0.001 درجه است.
- سازگاری با نمونه‌های بزرگ:از ویفرهایی تا قطر ۴۵۰ میلی‌متر و وزن ۳۰ کیلوگرم پشتیبانی می‌کند و برای موادی مانند کاربید سیلیکون (SiC)، یاقوت کبود و سیلیکون (Si) مناسب است.
- طراحی ماژولار:قابلیت‌های قابل ارتقا شامل تحلیل منحنی نوسان، نقشه‌برداری سه‌بعدی از عیوب سطحی و دستگاه‌های انباشت برای پردازش چند نمونه‌ای است.
پارامترهای فنی کلیدی
| دسته پارامتر | مقادیر/پیکربندی معمول |
| منبع اشعه ایکس | Cu-Kα (نقطه کانونی 0.4×1 میلی‌متر)، ولتاژ شتاب‌دهنده 30 کیلوولت، جریان لامپ قابل تنظیم 0-5 میلی‌آمپر |
| محدوده زاویه ای | θ: -10° تا +50°؛ 2θ: -10° تا +100° |
| دقت | وضوح زاویه شیب: 0.001 درجه، تشخیص نقص سطح: ±30 ثانیه قوسی (منحنی نوسانی) |
| سرعت اسکن | اسکن امگا جهت‌گیری کامل شبکه را در ۵ ثانیه انجام می‌دهد؛ اسکن تتا حدود ۱ دقیقه طول می‌کشد |
| مرحله نمونه برداری | شیار V شکل، مکش پنوماتیک، چرخش چند زاویه‌ای، سازگار با ویفرهای ۲ تا ۸ اینچی |
| توابع قابل توسعه | تحلیل منحنی راکینگ، نقشه‌برداری سه‌بعدی، دستگاه انباشت، تشخیص نقص نوری (خراش‌ها، GBها) |
اصل کار
۱. فونداسیون پراش پرتو ایکس
- پرتوهای ایکس با هسته‌های اتمی و الکترون‌ها در شبکه کریستالی برهمکنش می‌کنند و الگوهای پراش ایجاد می‌کنند. قانون براگ (nλ = 2d sinθ) رابطه بین زوایای پراش (θ) و فاصله شبکه (d) را تعیین می‌کند.
آشکارسازها این الگوها را ثبت می‌کنند که برای بازسازی ساختار کریستالوگرافی مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند.
۲. فناوری اسکن امگا
- این کریستال به طور مداوم حول یک محور ثابت می‌چرخد در حالی که اشعه ایکس آن را روشن می‌کند.
- آشکارسازها سیگنال‌های پراش را در چندین صفحه کریستالوگرافی جمع‌آوری می‌کنند و امکان تعیین جهت‌گیری کامل شبکه را در 5 ثانیه فراهم می‌کنند.
۳. تحلیل منحنی راکینگ
- زاویه کریستالی ثابت با زوایای تابش اشعه ایکس متغیر برای اندازه‌گیری پهنای پیک (FWHM)، ارزیابی نقص‌های شبکه و کرنش.
۴. کنترل خودکار
- رابط‌های PLC و صفحه لمسی، امکان تنظیم زوایای برش از پیش تعیین‌شده، بازخورد بلادرنگ و ادغام با دستگاه‌های برش برای کنترل حلقه بسته را فراهم می‌کنند.
مزایا و ویژگی‌ها
۱. دقت و کارایی
- دقت زاویه‌ای ±۰.۰۰۱ درجه، وضوح تشخیص عیب <30 ثانیه قوسی.
- سرعت اسکن امگا ۲۰۰ برابر سریع‌تر از اسکن‌های سنتی تتا است.
۲. ماژولاریتی و مقیاس‌پذیری
- قابل ارتقا برای کاربردهای تخصصی (مثلاً ویفرهای SiC، پره‌های توربین).
- برای نظارت بر تولید در زمان واقعی، با سیستم‌های MES ادغام می‌شود.
۳. سازگاری و پایداری
- نمونه‌های با شکل نامنظم (مثلاً شمش‌های یاقوت کبود ترک خورده) را در خود جای می‌دهد.
- طراحی خنک‌کننده هوا، نیازهای تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد.
۴. عملکرد هوشمند
- کالیبراسیون با یک کلیک و پردازش چند کاره.
- کالیبراسیون خودکار با کریستال‌های مرجع برای به حداقل رساندن خطای انسانی.
کاربردها
۱. تولید نیمه‌هادی
- جهت برش ویفر: جهت‌گیری ویفرهای Si، SiC و GaN را برای بهینه‌سازی راندمان برش تعیین می‌کند.
- نقشه‌برداری از نقص‌ها: خراش‌ها یا دررفتگی‌های سطحی را شناسایی می‌کند تا بازده تراشه را بهبود بخشد.
۲. مواد نوری
- کریستال‌های غیرخطی (مثلاً LBO، BBO) برای دستگاه‌های لیزر.
- علامت‌گذاری سطح مرجع ویفر یاقوت کبود برای زیرلایه‌های LED.
۳. سرامیک‌ها و کامپوزیت‌ها
- جهت گیری دانه بندی در Si3N4 و ZrO2 را برای کاربردهای دمای بالا تجزیه و تحلیل می کند.
۴. تحقیق و کنترل کیفیت
- دانشگاه‌ها/آزمایشگاه‌ها برای توسعه مواد جدید (مثلاً آلیاژهای با آنتروپی بالا).
- کنترل کیفیت صنعتی برای اطمینان از ثبات دسته‌ای.
خدمات XKH
XKH پشتیبانی فنی جامعی را برای ابزارهای جهت‌گیری ویفر در طول عمر مفید ارائه می‌دهد، از جمله نصب، بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند، تجزیه و تحلیل منحنی راک و نقشه‌برداری سه‌بعدی از نقص سطح. راه‌حل‌های سفارشی (به عنوان مثال، فناوری انباشت شمش) برای افزایش بیش از 30٪ راندمان تولید مواد نیمه‌هادی و نوری ارائه می‌شود. یک تیم اختصاصی آموزش در محل را انجام می‌دهد، در حالی که پشتیبانی از راه دور 24 ساعته و 7 روز هفته و تعویض سریع قطعات یدکی، قابلیت اطمینان تجهیزات را تضمین می‌کند.
