Infinitesima richtet seine Entwicklung auf eine direkte 3D-Process-Control-Messtechnik im Angström-Bereich aus. Das Unternehmen aus dem Vereinigten Königreich will damit Halbleiterherstellern tiefere Einblicke in kritische Prozessschritte geben und die Kombination aus schneller Messung, Nicht-Destruktivität und hoher Präzision in die Produktion bringen.
Kern der Technologie ist das Rapid Probe Microscope (RPM), ein hybrides optisch-AFMatomic force microscopyRastersondenverfahren, bei dem eine feine Spitze die Oberflächentopografie im Nanometerbereich erfasst.-basiertes System. Es wird als vollautomatisierte In-Line-Lösung unter dem Namen Metron3D eingesetzt. Genannt wird eine laterale Pixelauflösung von rund 0,2 nm, also ungefähr in der Größenordnung eines einzelnen Siliziumatoms. Anders als klassische AFMatomic force microscopyRastersondenverfahren, bei dem eine feine Spitze die Oberflächentopografie im Nanometerbereich erfasst.-Systeme soll die hybride Architektur die notwendige Geschwindigkeit für den Produktionseinsatz liefern.
Infinitesima beschreibt seine Messtechnik als direkte, zerstörungsfreie 3D-Messung physischer Strukturen. Damit sollen Ingenieure erkennen können, was tatsächlich auf dem Wafer passiert, statt nur indirekte Modelle auszuwerten. Als Schwachstellen bestehender Ansätze nennt das Unternehmen unter anderem optische Scatterometrie, die bei jeder Strukturänderung ein neues Modell benötigt, CDcritical dimensionMaßgebliche geometrische Strukturbreite eines Halbleiterbauelements, z. B. eine Leiterbahnbreite.-SEM1. scanning electron microscopyAbbildungsverfahren, bei dem ein fokussierter Elektronenstrahl die Probe zeilenweise abtastet.2. specific equipment modelRechenverfahren oder mathematisches Modell zur Simulation, Beschreibung oder Optimierung technischer Zusammenhänge.3. scanning electron microscopeSEM-Aufnahmen werden für hochauflösende Inspektion und Messung genutzt., das keine 3D-Messung bietet, und TEM1. transmission electron microscopyMikroskopisches Untersuchungsverfahren zur Abbildung und Charakterisierung feiner Materialstrukturen.2. transverse electromagnetic, das den Wafer zerstört und für statistisch belastbare Daten zu langsam ist.
Besonders stark sieht sich Infinitesima bei Hybrid Bonding, einem Schlüsselthema für Advanced Packaging, HBM1. human body modelESD-Prüfmodell, das die elektrostatische Entladung einer Person in ein Bauelement nachbildet.2. High Bandwidth MemoryHBM ist ein gestapelter DRAM-Speicher mit sehr hoher Bandbreite für Rechenbeschleuniger. und heterogene Integration. Dort seien Kupfer-Pad-Rezess und Dishing typische Fälle, in denen direkte 3D-Messung Vorteile bringe. Das Unternehmen verweist zudem auf die Relevanz für CMP1. chemical mechanical planarizationEinebnung der Waferoberfläche durch kombinierten chemischen und mechanischen Materialabtrag.2. chemical mechanical polishingPlanarisierung der Waferoberfläche durch gleichzeitige chemische Reaktion und mechanischen Abtrag.-Flatness, EUVextreme ultravioletExtrem ultraviolette Strahlung; die EUV-Lithografie nutzt Licht mit ungefähr 13,5 nm Wellenlänge.-Resist-Metrologie bei anlaufsender High-NAnumerical apertureOptische Kenngröße für den erfassbaren Lichtwinkel eines Objektivs und seine Auflösungsfähigkeit.-Einführung sowie Post-Etch-3D-Metrologie. Ein gemeinsames Programm mit imec adressiert nach Unternehmensangaben Hybrid Wafer Bonding, High-NAnumerical apertureOptische Kenngröße für den erfassbaren Lichtwinkel eines Objektivs und seine Auflösungsfähigkeit. EUVextreme ultravioletExtrem ultraviolette Strahlung; die EUV-Lithografie nutzt Licht mit ungefähr 13,5 nm Wellenlänge. und CFETcomplementary field-effect transistorEine Transistorarchitektur, die NMOS und PMOS vertikal stapelt.-Transistorstrukturen.
Die Messstrategie ist auf Produktionsumgebungen ausgelegt. Infinitesima betont die Fähigkeit, dieselbe Plattform für Die-by-Die-Messungen, Langstrecken-Profiling und großflächige Scans zu nutzen. Kunden würden die Systeme zunächst auf eigenen Wafern testen und anschließend in der Fab umfassend evaluieren, bevor eine Freigabe für die Volumenfertigung erfolgt. Als Beispiel nennt das Unternehmen SK hynix, dessen Evaluierung die Eignung für hohe Fertigungsanforderungen belegt habe.
Technisch differenziert sich das RPM-System durch optische Anregung statt Piezoantrieb und eine 3-Achsen-Positionsverfolgung mit Interferometer. Dadurch soll hohe Geschwindigkeit ohne den Aufwand mehrerer abgeglichener Messköpfe möglich werden. Die nächste Ausbaustufe heißt Multiprobe: Mehrere Sonden sollen parallel scannen, wobei die Durchsatzrate mit der Zahl der Proben skaliert. Bereits demonstriert sind parallele interferometrische Detektion und gefertigte Multi-Lever-Arrays. Ziel sind großflächige Oberflächenmessungen und Full-Die-Metrologie im Nanometerbereich in Minuten statt Stunden.
Hintergrund der Entwicklung sind steigende Anforderungen an Cycle Time, Yield Ramp und Kosten. Infinitesima adressiert damit vor allem Messaufgaben, bei denen langsame, indirekte oder destruktive Verfahren den Lernzyklus bremsen oder Fehler zu spät sichtbar machen. Das Unternehmen will die Prozessentwicklung verkürzen und die Ausbeute beschleunigt hochfahren helfen.