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Il sensore di capacità Push-Pull misura gli obiettivi non messi a terra

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Come misurare lo spessore e l'ordito dei wafer fotovoltaici (PV) di 156 mm² con la precisione di <1um, in quanto passano alla velocità di un wafer al secondo ?

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Le odierne industrie dei semiconduttori e del solare spingono la domanda di wafer più sottili per conservare il silicio e soddisfare le nuove applicazioni dei circuiti integrati. Per soddisfare questa richiesta, i produttori di wafer cercano un maggiore controllo dimensionale dei loro prodotti in silicio. Detto questo, i wafer a semiconduttore utilizzati per realizzare circuiti integrati (IC) e celle fotovoltaiche in silicio (PV) sono fragili e costosi. La capacità di misurare con precisione i parametri critici dei wafer, come l'arco e l'ordito, non solo garantisce l'integrità dei circuiti, ma migliora i rendimenti e abbassa i costi di produzione.

I sensori capacitivi senza contatto offrono la precisione, l'accuratezza e la velocità necessarie per misurare la planarità, la variazione di spessore e altre dimensioni critiche. Tipicamente, il sensore capacitivo standard agisce come una piastra di un classico scenario di misura del gap capacitivo a due piastre. Il bersaglio messo a terra - cioè il wafer di silicio - costituisce la seconda piastra.

La messa a terra, tuttavia, presenta delle sfide. In primo luogo, può graffiare o danneggiare il wafer che è fragile e costoso. In secondo luogo, vieta quegli scenari di rilevamento in cui il wafer deve essere spostato per acquisire tutte le misure metrologiche.

Mentre ci sono modi per superare la sfida della messa a terra - l'accoppiamento di capacità parassita, un secondo sensore che lavora a 180 gradi fuori fase, o un mandrino con messa a terra per sostenere il wafer - offrono un'efficacia limitata. Questa nota applicativa descrive una soluzione migliore: una sonda push-pull specificamente progettata per bersagli non messi a terra.

I sistemi a sonda push-pull misurano i wafer a semiconduttore non messi a terra. Basato sui principi di misura della capacità convenzionale, il progetto presenta due sensori capacitivi integrati in un corpo sonda

Vantaggi

- Le sonde push-pull sono passive ed estremamente stabili in un ampio intervallo di temperatura

- La tecnologia Push-pull può essere utilizzata su obiettivi altamente resistivi

- Non è necessario ricalibrare le sonde per le variazioni del materiale di destinazione

- Il design dell'amplificatore push-pull annulla il rumore elettrico di modo comune che può essere indotto nel bersaglio

- Le misurazioni dello spessore vengono effettuate utilizzando ogni porzione del campo di tensione in uscita senza diminuire la precisione del dispositivo