Hệ thống định hướng wafer để đo định hướng tinh thể
Giới thiệu thiết bị
Thiết bị định hướng wafer là thiết bị chính xác dựa trên nguyên lý nhiễu xạ tia X (XRD), chủ yếu được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn, vật liệu quang học, gốm sứ và các ngành công nghiệp vật liệu tinh thể khác.
Các thiết bị này xác định hướng mạng tinh thể và hướng dẫn quá trình cắt hoặc đánh bóng chính xác. Các tính năng chính bao gồm:
- Các phép đo có độ chính xác cao:Có khả năng phân giải các mặt phẳng tinh thể với độ phân giải góc xuống tới 0,001°.
- Khả năng tương thích với mẫu lớn:Hỗ trợ wafer có đường kính lên tới 450 mm và trọng lượng 30 kg, phù hợp với các vật liệu như silicon carbide (SiC), sapphire và silicon (Si).
- Thiết kế mô-đun:Các chức năng có thể mở rộng bao gồm phân tích đường cong dao động, lập bản đồ khuyết tật bề mặt 3D và xếp chồng các thiết bị để xử lý nhiều mẫu.
Thông số kỹ thuật chính
Danh mục tham số | Giá trị/Cấu hình điển hình |
Nguồn tia X | Cu-Kα (điểm hội tụ 0,4×1 mm), điện áp tăng tốc 30 kV, dòng điện ống có thể điều chỉnh 0–5 mA |
Phạm vi góc | θ: -10° đến +50°; 2θ: -10° đến +100° |
Độ chính xác | Độ phân giải góc nghiêng: 0,001°, phát hiện khuyết tật bề mặt: ±30 giây cung (đường cong dao động) |
Tốc độ quét | Quét Omega hoàn thành định hướng mạng đầy đủ trong 5 giây; Quét Theta mất ~1 phút |
Giai đoạn mẫu | Rãnh chữ V, hút khí nén, xoay nhiều góc, tương thích với wafer 2–8 inch |
Các chức năng có thể mở rộng | Phân tích đường cong dao động, lập bản đồ 3D, thiết bị xếp chồng, phát hiện khuyết tật quang học (vết xước, GB) |
Nguyên lý hoạt động
1. Quỹ nhiễu xạ tia X
- Tia X tương tác với hạt nhân nguyên tử và electron trong mạng tinh thể, tạo ra các mẫu nhiễu xạ. Định luật Bragg (nλ = 2d sinθ) chi phối mối quan hệ giữa góc nhiễu xạ (θ) và khoảng cách mạng tinh thể (d).
Máy dò sẽ thu thập các mẫu này và phân tích để tái tạo cấu trúc tinh thể.
2. Công nghệ quét Omega
- Tinh thể quay liên tục quanh một trục cố định trong khi tia X chiếu vào nó.
- Máy dò thu thập tín hiệu nhiễu xạ trên nhiều mặt phẳng tinh thể, cho phép xác định hướng mạng tinh thể đầy đủ trong 5 giây.
3. Phân tích đường cong dao động
- Góc tinh thể cố định với các góc tới tia X khác nhau để đo chiều rộng đỉnh (FWHM), đánh giá các khuyết tật mạng và độ biến dạng.
4. Điều khiển tự động
- Giao diện PLC và màn hình cảm ứng cho phép thiết lập góc cắt sẵn, phản hồi thời gian thực và tích hợp với máy cắt để điều khiển vòng kín.
Ưu điểm và tính năng
1. Độ chính xác và hiệu quả
- Độ chính xác góc ±0,001°, độ phân giải phát hiện khuyết tật <30 giây cung.
- Tốc độ quét Omega nhanh hơn 200 lần so với quét Theta truyền thống.
2. Tính mô-đun và khả năng mở rộng
- Có thể mở rộng cho các ứng dụng chuyên biệt (ví dụ: tấm SiC, cánh tuabin).
- Tích hợp với hệ thống MES để theo dõi sản xuất theo thời gian thực.
3. Khả năng tương thích và tính ổn định
- Có thể chứa các mẫu có hình dạng không đều (ví dụ, thỏi sapphire bị nứt).
- Thiết kế làm mát bằng không khí giúp giảm nhu cầu bảo trì.
4. Hoạt động thông minh
- Hiệu chuẩn chỉ bằng một cú nhấp chuột và xử lý đa tác vụ.
- Tự động hiệu chuẩn với tinh thể tham chiếu để giảm thiểu sai sót của con người.
Ứng dụng
1. Sản xuất chất bán dẫn
- Hướng cắt wafer: Xác định hướng cắt wafer Si, SiC, GaN để tối ưu hóa hiệu quả cắt.
- Lập bản đồ khuyết tật: Xác định vết xước hoặc sai lệch bề mặt để cải thiện năng suất phoi.
2. Vật liệu quang học
- Tinh thể phi tuyến tính (ví dụ: LBO, BBO) dành cho thiết bị laser.
- Đánh dấu bề mặt tham chiếu wafer Sapphire cho đế đèn LED.
3. Gốm sứ và vật liệu tổng hợp
- Phân tích hướng hạt trong Si3N4 và ZrO2 cho các ứng dụng nhiệt độ cao.
4. Nghiên cứu và Kiểm soát Chất lượng
- Các trường đại học/phòng thí nghiệm để phát triển vật liệu mới (ví dụ, hợp kim có entropy cao).
- Kiểm soát chất lượng công nghiệp để đảm bảo tính đồng nhất của lô hàng.
Dịch vụ của XKH
XKH cung cấp hỗ trợ kỹ thuật toàn diện cho các thiết bị định hướng wafer, bao gồm lắp đặt, tối ưu hóa thông số quy trình, phân tích đường cong dao động và lập bản đồ khuyết tật bề mặt 3D. Các giải pháp được thiết kế riêng (ví dụ: công nghệ xếp chồng phôi) được cung cấp để nâng cao hiệu suất sản xuất vật liệu bán dẫn và quang học lên hơn 30%. Đội ngũ chuyên trách sẽ tiến hành đào tạo tại chỗ, đồng thời hỗ trợ từ xa 24/7 và thay thế phụ tùng nhanh chóng đảm bảo độ tin cậy của thiết bị.