化合物半导体的X射线量测方案

QCVelox-HR

全自动化的高分辨率 X 射线衍射(HRXRD)与 X 射线反射(XRR)量测系统,实现高产能、高精度的量测

QCVelox-HR

QCVelox-HR作为复杂外延层结构量测的最新机型,兼具超高产能与高精度优势,是化合物半导体制造领域的不二之选。它集成了高分辨率X射线衍射(HRXRD)和X射线反射率(XRR)测量技术。HRXRD能精确测量外延层的晶体质量(crystal quality)、应变(strain)、弛豫(relaxation)和厚度(thickness),而XRR则能确定其厚度、密度和表面粗糙度。

QCVelox-HR 具备全自动化功能及工厂集成软件,完美适配生产线量测场景。数据采集完成后,布鲁克强大的分析软件可精准可靠地分析出外延层工艺参数,并通过自动生成报告及即时反馈,实现对生产线的有效管控与监测。

行业领先的
高速、高精度型高分辨率X射线衍射仪
专用于大批量生产监控,可将单个晶圆的量测成本降至超低。
功能强大
分析软件套件
确保测量结果可靠及报告生成精准
进阶增强的
工艺管控能力
通过高分辨率控制实现对应变、晶体质量(缺陷密度相关)的精确测量结果及工艺监控
产品特色

全自动操作,提升工艺控制水平

QCVelox-HR 可实现外延层质量的全自动管控,能提供包括组分、厚度及均匀性在内的详细特性参数。通过对关键结构参数的全面表征,确保外延层及薄膜符合高性能器件所需的规格标准。

QCVelox-HR提供的独特优势: 

  • 为化合物半导体外延生产提供行业领先的高产能的 X 射线量测方案
  • 通过外延层质量的全自动管控,提升器件性能与良率
  • 依托功能强大且稳定可靠的分析软件,确保测量数据与报告结果的可靠性

QCVelox-HR 通过全自动化的晶圆装卸、对准与测量流程生成可靠的量测数据,随后由布鲁克行业领先的数据分析软件完成自动分析与报告生成。该设备凭借对外延层质量的全自动高精度管控,助力制造商实现以下目标:

  • 缩短研发周期
  • 开发高性能器件
  • 加快产品上市速度
  • 加速量产爬坡进程
  • 通过关键参数管控,实现良率的全面优化
  • 提升大规模生产中的产品质量与可靠性
Fully automated process control feedback loop enabled by QCVelox-HR.

超高产能

高产能与高精度的结合,可以使测量采样率的提升易于实现 —— 这让制造商能够尽早发现工艺问题,从而改善产品质量、减少物料浪费。布鲁克融入多项独特设计,在保证高精度的同时实现了业内最快的测量速度。这一创新成果源于我们在半导体领域的深厚积累:凭借丰富经验与专业技术,持续为行业提供尖端且可靠的设备。

无缝集成能力

依托在全自动晶圆厂积累的丰富在线应用经验,布鲁克开发出行业领先的自动化分析与报告软件系统。该系统集成多项核心功能,包括:用于离线数据分析的批量拟合功能、带有合格/不合格判定标准的全自动晶圆报告,以及可选的SECS/GEM通信协议报告功能。

应用案例

面向化合物半导体的X射线综合量测方案

摇摆曲线(Twist 与 Tilt 测量)

GaN对称晶面(002)摇摆曲线的半高宽(FWHM)与非对称晶面(102)摇摆曲线的半高宽(FWHM)的结合使用,可测量和评估 GaN 沟道材料的扭折(twist)与马赛克倾斜(tilt)特征。

Omega-2Theta扫描(组分与厚度测量)

针对阶梯式渐变缓冲层结构,采用三轴模式的Omega-2Theta扫描可测定 AlGaN 缓冲层的Al组分、GaN cap层厚度及 AlGaN 器件层厚度。针对超晶格结构,则可通过该扫描技术测定超晶格的周期厚度与组分。

器件层与盖帽层的 X 射线反射测量(XRR)

XRR技术可精确测量AlGaN器件层与GaN盖帽层的厚度、密度及表面粗糙度,为薄膜质量评估提供关键数据。布鲁克的多阶REFS建模方法可实现对这些外延层的精准表征。

Qz 扫描(器件层组分测量)

在Omega-2Theta 扫描中,缓冲层峰通常会掩盖器件层峰。布鲁克的Qz扫描技术通过在倒易空间 L 方向对 GaN 层进行直接扫描,解决了这一难题。该方法可在最小化缓冲层干扰的前提下,精准测量 AlGaN 器件层,且易于集成至日常工艺监控测量中。

倒易空间图(RSM)全结构分析

半导体器件中器件层与缓冲层的组分与弛豫度测定虽然复杂,但对于失效分析工作、器件可靠性提升等目标十分重要。布鲁克的非对称RSM解决方案通过高精度测量、高亮度1D探测器实现快速数据采集,并结合PeakSplit软件进行自动化分析,可高效地应对此挑战。

HRXRD与XRR的联用分析

HRXRD技术可测量外延层的晶体质量、应变、弛豫度及厚度,而XRR技术则可确定外延层的厚度、密度及表面粗糙度。

技术规格

QCVelox-HR自动化与设施规格

每个Fab厂均有其独特的需求与技术挑战。下述产品规格及相关服务只是讨论的起点,我们十分乐意与您深入合作,让我们的专业能力满足您的构想。

Wafer Handling Wafer robot with open cassette up to 200 mm; EFEM 200 mm-300 mm FOUP, 150 mm-200 mm SMIF
SECS/GEM Yes
Cleanliness Specification ISO Class 3
Standards Compliance SEMI S2, S8, S14, S22, S23, F47
Footprint (with EFEM) 1.35 m x 2.6 m
软件支持

强大的自动化分析与报告软件

QCVelox-HR配备布鲁克一整套成熟可靠的软件套组: 

  • RADS:用于HRXRD数据分析,并依设定可生成组分、厚度、弛豫度报告
  • REFS:用于XRR数据分析,并依设定可生成厚度、密度、粗糙度报告
  • PeakFitting:用于FWHM计算与多峰拟合,可分析复杂结构中器件层组分
  • PeakSplit:用于倒易空间图谱的自动化二维拟合,支持离线弛豫度与倾斜度分析
  • QuickGraph:离线数据分析与基础分析工具
REFS software user interface during analysis of XRR data.

Support

How Can We Help?

Bruker partners with our customers to solve real-world application issues. We develop next-generation technologies and help customers select the right system and accessories. This partnership continues through training and extended service, long after the tools are sold.

Our highly trained team of support engineers, application scientists and subject-matter experts are wholly dedicated to maximizing your productivity with system service and upgrades, as well as application support and training.

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