ZEISS扩展半导体产品线：晶圆翘曲校正与X射线在线检测

ZEISS 在半导体领域最出名的是为 ASML 光刻扫描仪提供内部光学系统，但 ZEISS Semiconductor Manufacturing Technology（SMT，半导体制造技术）一直在稳步拓展更广泛的产品组合。“我们向 ASML 供应光学系统的历史最长，”北美销售主管 Raghu Nayak 表示。该公司还供应检测光学系统，并且约十年来一直销售光掩模工具。其最新业务 Semiconductor Fab Solutions 涵盖前道和先进封装的晶圆检测与量测。

逐片晶圆翘曲校正

ZEISS DUNE 解决晶圆翘曲问题，这在堆叠晶圆和芯片时至关重要。“你的晶圆需要尽可能平坦。理想情况是 0% 翘曲，或者无圆柱形或鞍形形变，”Nayak 说。竞争方法是在批量工艺中施加背面涂层，进行全局校正。DUNE 则测量每片晶圆，并在同一工艺流程中逐片校正（图 1）。

图 1. ZEISS DUNE 逐片测量和校正晶圆翘曲。（来源：ZEISS）

其工作原理是将激光聚焦在晶圆背面表面下方受控深度处。激光与硅相互作用，在硅中产生局部等离子体，通过控制使晶圆恢复平坦。由于从背面操作，正面不受影响。Nayak 表示，在逻辑和存储器件上的演示显示对器件侧没有影响。该方法借鉴了 ZEISS 的掩模业务，该业务使用激光校正光掩模缺陷已超过 10 年。“所有领先的代工厂、存储制造商和 IDM 都在积极研究它，”他说。

X 射线走向在线检测

ZEISS NLX 将 X 射线检测从失效分析实验室带到生产线。Nayak 称 ZEISS 是无损封装分析的黄金标准。ZEISS 并非唯一提供在线 X 射线的公司，但 Nayak 表示，其独特之处在于拥有整个技术栈：光源、平台、光学系统、硬件模块和软件。首批系统已经建成，一台在 ZEISS 韩国创新中心，另一台在北美投入使用。

初始用例包括硅通孔（TSV）和键合中的空洞，随着混合键合缩小空洞容忍度，这些变得更加关键。客户还在询问 X 射线用于套刻（overlay）。“随着我们走向混合键合和更小结构，目前用于套刻的红外技术正逐渐力不从心，”他说。

ZEISS 还提供 Intuitive 3D，这是一个用于 3D 分析的 300 mm FIB-SEM 平台，可同时进行铣削和成像，而不是交替进行。该工具是破坏性的，但可以收集数百个 3D NAND 单元的数据，而不是一个。“所以你现在有了统计数据，然后可以确定你的工艺窗口和工艺控制需要是什么样，”Nayak 说。

掩模变得更大

在掩模方面，ZEISS 的流程包括用于套刻量测的 PROVE、用于校正的 ForTune、用于在扫描仪 13.5 nm 波长下进行光化审查的 AIMS EUV、用于修复的 MeRiT，以及使用金刚石针尖提取顽固颗粒的颗粒去除工具。Nayak 说，这些工具共同让代工厂在量产中延长掩模寿命。

下一个挑战是大掩模。High-NA EUV 将曝光场缩小一半，迫使场之间进行拼接。从 6 x 6 英寸掩模转向 6 x 12 英寸掩模可避免主要拼接步骤。“你可以将这一转变与我们从 200 mm 到 300 mm 的转变联系起来，”Nayak 说。当前工具无法处理更大尺寸，但 ZEISS 正在开发能够处理的下一代系统。

面板也在关注范围内。ZEISS 设计新平台时已考虑面板，但先从 300 mm 晶圆开始。Nayak 说，行业需要标准化。“我们真的希望行业能在这方面达成一致，帮助我们实现标准化，就像我们在前道所做的那样，”他说。

编者注：为提高效率和及时性，本文借助 AI（来自 Anthropic 的 Claude）起草，依据 Bodewell Group 安排的采访录音及该公司新闻材料。本文由 Semiconductor Digest 审核和编辑。