Semiconductor Manufacturing Technology
ZEISS 3D-Metrologie-Workstation

Komplexe Strukturen intelligent sichtbar machen Zukunftsfähige Mikrochipentwicklung

(Un-)Vorstellbar klein und präzise

3D-Tomographie für die Halbleiterfertigung Metrologie und Prozesskontrolle

Moore’s law lebt: Die Anzahl der Transistoren auf einem Mikrochip wächst kontinuierlich. Sie werden kompakter und leistungsfähiger. Wenn man Speicherchips nicht mehr in nanofeinen 2D-, sondern in räumlichen 3D-Strukturen analysieren möchte, dann stellt das besonders hohe Anforderungen an die Prozesskontrolle. Das betrifft sowohl die Fertigung von NAND-Gattern, wie sie in SSD-Festplatten zum Einsatz kommen, aber auch die Fertigung von Speicherchips mit DRAM-Technologie, die meist als Arbeitsspeicher genutzt werden. Damit wachsen auch die Herausforderungen an die Metrologie (Messtechnik) und die Validierung in den Prozessen der Halbleiterfertigung.

3D-Analyse von ZEISS

Metrologie-Workstation

Bisherige 2D-Bildgebungs und -analyseverfahren reichen für die komplexen und kleinen Mikrochips heute nicht mehr aus. ZEISS befähigt Chiphersteller weltweit mit Prozesskontrollsystemen wie der 3D-Tomographie, die hochauflösende 3D-Bilderfassungstechnologie mit Live-Imaging und einer datengesteuerten Analyseplattform mit dem höchsten Durchsatz kombiniert. Für die 3D-Hochdurchsatzanalyse und Probenvorbereitung. Für Prozessentwicklung und Fehleranalyse. Für die Validierung modernster Halbleiterspeicher-Herstellungsprozesse mit 3D-Tomographie.

Weltweit einzigartig

  • 0,9 nm

    SEM-Auflösung am Koinzidenzpunkt bei 15 Kiloelektronenvolt (keV)

  • 1,8 nm

    SEM-Auflösung am Koinzidenzpunkt bei 1 Kiloelektronenvolt (keV)

     

  • 1 nA - 100 pA

    SEM-Strahlstrom

  • 300 mm

    Sample Size der Wafer

Das Skalpell für komplexe Halbleiterstrukturen

Die 3D-Metrologie-Workstation von ZEISS

Mit der 3D-Metrologie-Workstation lässt sich das Volumen von Mikrochips mittels FIB-Tomographie nanometergenau beproben, analysieren und validieren. ZEISS setzt dabei auf ein hochauflösendes 3D-Bildgebungsverfahren in Kombination mit einer intelligenten Analyseplattform.

Produkt-Highlights

Grafik FIB-SEM-Kombination

FIB-SEM-Kombination

Stichprobenartig werden belichtete Wafer aus der Chipproduktion herausgenommen. Das Focussed-Ion-Beam-Mikroskop (FIB-Mikroskop) ist das Herzstück – das „Skalpell“ – der 3D-Metrologie-Workstation. Dieser fokussierte Ionenstrahl schneidet an verschiedenen Stellen des Wafers Stichproben heraus, deren dreidimensionale Nanostrukturen dann mittels Rasterelektronenmikroskop (FIB-SEM) exakt untersucht werden.

Alles in einem Gerät

ZEISS bringt sämtliche Schritte der hochauflösenden 3D-Analyse unter einen Hut: Probenpräparation, Struktur- und Defektdetektion, 3D-Analyse – alles in einem Gerät. Das modulare Plattformkonzept und die leistungsstarke Rekonstruktions- und Analysesoftware dieser 3D-Metrologie-Workstation ermöglichen Prozesskontrolle, Strukturprüfung und Fehleranalyse mit hohem Durchsatz.

KI hilft bei der Analyse und Fehlersuche

Dabei kommt auch Künstliche Intelligenz zum Einsatz, denn die Workstation lernt anhand früherer Analyseergebnisse und füttert damit stetig ihren eigenen Erfahrungsschatz. Sprich: Mit wenigen Stichproben lässt sich eine hohe statistische Signifikanz erreichen. Das wiederum erlaubt valide Rückschlüsse auf die Qualität der gesamten Prozesskette.

Hochauflösende 3D-Darstellung

Komplexe Prozessherausforderungen bewältigen

Die höchste Slicing-Schärfe seiner Klasse für eine maximale Voxel-Anzahl (3D-Auflösung). Mit der vollautomatischen Erfassung von Volumina, in einem extrem weitwinkligen Sichtfeld und dem intuitiv zu bedienenden Workflow liefert die Workstation wertvolle Erkenntnisse für die Messtechnik und Fehlererkennung in der Fertigung von 3D-Speicherchips.

Höchste Auflösung und Präzision

Mit der 3D-Metrologie-Workstation gelingt es vollständige 3D-Profile zu messen, strukturelle Eigenschaften zu bewerten und dabei eine solide statistische Datenbasis zu generieren. Hochkomplexe Strukturen lassen sich aus jeder Richtung in höchster 3D-Auflösung bei gleichzeitig hohem Signal-Rausch-Abstand prüfen. Damit ist es möglich, in Strukturen selbst kleinste Defekte zu identifizieren.

Die intuitive Plattform für 3D-Workflows

Leistungsstarkes Hardware- und Softwarepaket

ZEISS Atlas 5

Intelligent, integriert, intuitiv

Mit der Atlas 5 Plattform von ZEISS lassen sich die Kapazitäten der 3D-Metrologie-Workstation erweitern. Die marktführende Lösung für schnelle und präzise Tomographie beschleunigt die Erfassung, indem nur relevante Volumina abgetastet werden. In kürzester Zeit wird die erforderliche Informationsmenge durch große Mosaikkacheln dargestellt, bei gleichzeitiger Multichannel-Erfassung. Die modulare Architektur, das Scripting-Interface der Workflow-Engine und die skalierbare Hardware-Architektur machen eine individuelle Anpassung möglich. Die probenzentrierte, korrelative Umgebung sorgt für integrierte, technologieübergreifende Arbeitsabläufe.

Alles ist denkbar – vieles ist möglich

ZEISS befähigt Hersteller weltweit mit Lithographie-Optiken und Prozesskontrollsystemen für die Halbleiterfertigung. Mit zunehmender Komplexität, neuen Materialien und der Miniaturisierung von Halbleiterstrukturen steigen auch die Anforderungen an die Metrologie- und Prozesskontrollsysteme.

Die 3D-Metrologie-Workstation ist eine FIB-SEM Kombination für zerstörungsfreie 3D-Bilderfassung, mit der sich Volumina von Mikrochips mittels FIB-Tomographie beproben, analysieren und validieren lassen. Für weitere Informationen kontaktieren Sie gerne unsere Expertinnen und Experten.