sentronics 設備簡介
誠信 熱忱
專業 服務
主講者：Edward Yu
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一、公司沿革
冲成成立於1996年，為專業半導體，太陽能及藍寶石設備代理商，
致力於引進德、日等國相關製造設備及檢測儀器的工作，為提升國
內IC產業，太陽能及藍寶石產業廠商能有更專業的製造設備和更精
確的檢測能力，並負責在國內的銷售、安裝，提供客戶專業全方位
的服務。
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二、代理品牌
光學式Wafer厚度
翹曲度量測
非接觸式Wafer厚度
翹曲度，應力量測
Semi，PV，金屬加工
太陽能矽晶棒，矽晶圓
電池片缺陷檢查設備
陽光模擬器
電池片轉換效率測試機
Wafer表面和邊緣缺
陷檢測
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四、客戶服務能力
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與先進半導體製造商豐富的合作經驗
製程量測與應用的支援
全國有六位專職的客服人員
在北部與南部皆設有服務點
原廠定期的技術指導與交流
產品客製化需求的服務
Demo machine
提供專業、快速、安心的服務
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貳、sentronics光學量測設備
一、sentronics公司簡介
二、晶圓量測應用
三、各種Sensor的介紹
四、機台硬體的介紹
五、應用的實例
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一、sentronics公司簡介
sentronics metrology GmbH
總部在德國曼海姆(Mannheim)，主要為製造與研發專業開發與銷售非
接觸光學式量測設備，可應用於不同產業
Distributors/ Representatives:
Asia:
Europe:
• Taiwan (冲成) • France
• China (冲成)
• Italy
• Japan
• Korea
America:
• Singapore
• USA
• Malaysia
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不同量測方式的比較
P.S.只有光學式量測能夠測到單顆die的厚度
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SemDex tool 主要量測功能
1. 厚度
2. 翹曲度
3. 粗糙度
4. 在3D IC的應用：TSV、RST等
Thickness的定義
TTV的定義
Warpage的量測定義


傳統方式：把wafer放置一個穩定的平面
，用厚薄規，量測wafer中心點與wafer
邊緣最大的高低差 (最簡單的量測法)
紅色箭頭的距離就被視為的wafer的翹曲
度
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Warpage的量測定義
SEMI定義的Warp量測
必需使用非接觸式的量測儀器才有辦法
求得wafer 的Warp.
需先求得wafer中心厚度，再計算出best
fit，最後加總max. ± local warp

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Sori 在SEMI的定義


當wafer的TTV很小，Sori的量測值會很接
近Warp值
Sori的有量測速度快的優點 (不計算
wafer厚度)
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Bow 在SEMI的定義


開口向下是為正Bow，開口向上是為負Bow
通常只是用來當做趨勢的參考
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影響量測Warpage的因素
1、環境因素：溫度、溼度
2、wafer剛性不足本身可能因取放而產生形變
3、Chuck的接觸面 (三點支撐，平台式)
4、wafer重覆擺放後，量測位置會不一致
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接觸與非接觸式厚度量測的比較
項目
優點
缺點
工具
接觸式
簡單
成本低
可能會破壞產品、
只能做表面量測、
無法繪製3D圖形
分離卡尺、
探針式量測
儀
非接
觸式
安全
精度高
可穿透性
成本較高
光學或電容
式量測儀
二、晶圓量測應用
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三、各種Sensor介紹
1、f 與t Sensor
2、a Sensor
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f-Sensor 量測原理--1/2
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f-Sensor 量測原理--2/2
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對照式f-Sensor的應用
Top sensor
Bottom sensor
Total THK-Tape-Si=Metal Layer
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單Sensor與雙Sensor量測值的比較
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Bow / Warp的量測方法
平台移動
Bow / Warp的量測實例
Bow/ Warp of a Silicon Wafer
2D Representation
Warp Surface
Max.-Local: -45.649 um
Max.+Local: 43.681 um
Warp: 89.330 um
3D Representation
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f sensor系列的規格


f24-300：可以量測Pi厚度最小為20um
f22-80：可以量測Pi厚度最小為2um (thin single-layer)
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f4 sensor系列的規格 for high warpage
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f-Sensor 量測的限制
1、無法穿透金屬層
2、表面太粗糙會導致反射訊號太弱
3、同物質的layer會視為一體
4、其他特殊的物質 (EX: DAF)
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StraDex a-Techonlogy 光學設計
Area-Sensor
可量測項目: Roughness，Step Height，Mini Bumps/TSVs
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a Sensor的實例量測：粗糙度
3D Surface Topography
Surface Roughness on a fine-grinded Wafer
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a Sensor的規格
StraDex a3
StraDex a5
Min. height:
1 nm
1 nm
Max. height:
100 µm
100 µm
Field-of-view:
(0.4 mm)²
(0.8 mm)²
3.5 mm
5 mm
50 mm (ext. stage)
50 mm (ext. stage)
Min. working distance:
Autofocus range:
Repeatability (3-sigma):
Employed wavelength:
0.5 nm (in-plane); 3 nm (step) 0.5 nm (in-plane); 3 nm (step)
500 nm
500 nm
P.S. a Sensor可做3D地貌圖形的輸出
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四、機台硬體的介紹
1、機型介紹
2、Sensor的配置介紹
3、平台介紹
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SemDex 301與A32的比較
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各種Sensor可裝置的組合
特點：模組化與可擴充性(最多5個，上3下2，再上camera)
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平台type 1
可提供wafer較好的承載性，但應用性小
可吸真空
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平台type 2
優點：可量測的範圍廣
缺點：不適用薄型wafer
校正
硅塊
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平台type 3
優點：可做雙面的量測，亦不用擔心wafer下垂問題
有177個孔洞可做量測，可適用12吋wafer
X-Y Stage有氣浮的設計 ，可以避免震動的影響
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TSV與減薄製程的量測應用
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Via hole depth measurement
TSV depth
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Top CD
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Bottom CD
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TSV Protrusion Height and CD
a Sensor量測TSV 陣列
Diameter:8 μm Height/Depth : 0.5 μm
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量測SiO2的薄膜
Thickness Mean Statistics:
Mean:0.391 um ; Max:0.40 um ; Min:0.38 um ; TTV:0.02 um
5 repetitions
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a Sensor與AFM的比較
3D Surface Topography
Surface Roughness: Comparison with AFM
StraDex a3: (400 μm)²
AFM: (90 μm)²
Grinded wafer
Ra < 50 nm
Polished wafer
Ra < 3 nm
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Bow / Warp的量測實例
Bow/ Warp of a Silicon Wafer
2D Representation
Warp Surface
Max.-Local: -45.649 um
Max.+Local: 43.681 um
Warp: 89.330 um
3D Representation
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有Patterned與Taped的Wafer
Tape layer:
152 um
Silicon thickness: 308 μm
Metal layer:
8 um
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f Sensor的實例量測
RST (Remaining Silicon Thickness)
Scanned Area after Grinding Stop，before Etching
Diameter of via: 15 μm
Mean RST:
32.6 μm
Variance:0.2 μm
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應力的計算
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實際應力的計算結果
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a Sensor的實例量測：Step Height
Electronic Structure
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a Sensor的實例量測：laser groove
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Pattern Recognition:
Capture the Fiducial mark on the Wafer
The more images,
the Quicker Recognition
Wafer上特有的圖形
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Pattern Recognition:
1. Fiducial_offset function
(1) Search the unique mark as Fiducial on each die.
(2) The measurement position must have Fiducial mark.
(3) The recipe will do recognition before each measurement.
Function for:
(1) Die sawed wafer.
(2) The wafer did not have Mark on the street
2. Fiducial_Global function
(1) Search the unique mark on both X-axis edge side (120,0 ; -120,0)
(2) Add the axis position for Fiducial mark.
(3) The recipe will only do Recognition twice before measurement.
Function for:
(1) Wafer without Fiducial Mark on Die
(2) The function can combine with Die system function.
VisEra-01與VisEra-02的規格

VisEra-01 (中壢)



f24-300 *2(top and bottom) and f4-300*1
(top)
Edge clamp design (3mm)
VisEra-02 (新竹)：在VisEra-01的基
礎上新增以下功能


f22-80*1 (top)
Camera + pattern recognition function
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VisEra-01的量測應用
VisEra-02的量測應用
Sentronics設備優點





設備量測精度高
依不同量測範圍或應用可搭配不同
sensor
強大的軟體與資料輸出功能
設備維護簡單，沒有耗材
可搭配SECS/GEM功能
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Questions & Answer
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