半導体製造装置におけるセンサの活用

半導体のベースになるシリコン単結晶インゴットの製造には、ルツボ内で溶かした原料に種結晶を付け回転させながら上へ引上げて円柱状に固まらせる方法などがあります。引上げ中のインゴットの重量を測定し、それをもとに引上げ速度を制御することで、出来上がるインゴットの直径を一定に保ち、かつ品質も向上させることができます。
高精度な重量測定が行えるロードセルとロードセル指示計が活用されます。

切断方法がワイヤソーの場合、ワイヤのたわみや振動は切断面の波打ちなどを誘因します。
張力をロードセルとロードセル指示計で管理することでそれを防ぎます。

ウェハの表面はナノレベルで平坦化する必要があります。砥石の押付け圧力を精密に制御するためにロードセルとロードセル指示計が活用されます。
また、研磨剤の塗布量や研磨後の寸法測定、反りの検査などもセンサで行います。

半導体製造プロセスでは、多数の露光装置で様々なパターンが露光されます。しかし、工程間の移動の際の位置の誤差は数nm程度しか許容されません。
また、ウェハを載せるステージは加減速を繰返します。
このような条件下での精密かつ高速な位置決めに、静電容量型非接触変位計が活用されています。

エッチング装置での電極とウェハ間の距離（ギャップ）によるプラズマの密度や電解分布の変化において、高精度なギャップ測定が行える静電容量型非接触変位計が活用されています。

従来、成膜装置内部は、経験のあるオペレータが運転時間を踏まえクリーニングを行なっていました。ウェハを取外す機構は真空外から回転機構を介して制御するので、そのトルクをトルクメータで測定することによりクリーニングのタイミングを定量的に把握できるようになり、生産効率が向上します。

何度も露光・エッチング・成膜を繰返して凸凹になったウェハの表面を数nm程度の平坦度に加工する工程で、研磨パッドの押付け力の精密な制御にロードセルとロードセル指示計が活用されます。

光学顕微鏡を使用した半導体製造・検査装置には、静電容量型非接触変位計が高速なフォーカシングを実現するセンサとして使用されることがあります。
その他、プローバの押付け荷重測定やウェハの厚み測定などでもロードセルや変位計が活用されています。

ウェハの切断中にブレードにかかる負荷が大きくなりすぎると、ウェハの端が欠けたり内部にクラックが発生しやすくなります。
荷重を精密に制御し安定した送り速度を維持するため、ロードセルやトルクメータが活用されます。

リードフレームの所定の位置にチップを固定するため、ダイボンダの装着ヘッドやノズル部にロードセルを搭載し、リアルタイムで監視することができます。

チップとリードフレームをボンディングワイヤで繋ぐ際、確実な接合とチップ損傷の防止を両立させるためにワイヤの押付け荷重が重要な要素になります。
点検用としてロードセルとロードセル指示計が活用されます。

金型を締付けるプレス力が不足すると、注入される樹脂の圧力に負けて隙間ができ、そこにバリが発生します。
プレス力の管理にロードセルやロードセル指示計が活用されます。

電気的特性試験や外観構造検査などにおいて、多数の用途で荷重試験や荷重監視を行います。
一例として、機械的ストレス試験時の荷重測定やプローブが接触する荷重の良否判定、導通チェック時の押付け荷重測定などがあり、ロードセルやロードセル指示計が使用されています。

その他、搬送用ロボットの把持力測定やガスボンベの残量の重量での管理、レジスト液の塗布量管理、ダイボンダに内蔵されている荷重センサの校正など、様々な用途でセンサが必要となります。
ユニパルスでは高温・真空に対応するもの、シリコーンフリーのロードセルなど、半導体プロセスにおける要求に対応するセンサをご用意しています。
ご要望に応じてカスタマイズにも対応していますので、お気軽にお問い合わせください。