리빌의 결함 분석 및 공정 특성 분석 기능

소자의 복잡성이 증가하면서 반도체 생산에서 고성능의 불량 분석 및 공정 제어의 중요성이 높아지고 있습니다.  최근 몇 년간 특별한 화합물 반도체 기판과 더 두꺼운 소재 적층의 사용이 증가했습니다. 이러한 소재 적층에는 반복적인 공정과 특성 분석이 필요한 높은 종횡비의 3D 구조물이 많이 포함됩니다. 화합물 반도체 생산을 위해서는 공정 제어에 있어 추가적인 과제가 따르는데, 두께와 불투명도, 전도율이 각기 다른 여러 크기의 웨이퍼에 소자가 형성되기 때문입니다.

리빌 시스템(Reveal​ ​System)은 다양한 크기와 두께의 웨이퍼에서 표준 및 화합물 반도체 기판을 지원하는 인라인 툴입니다. 리빌 Ga는 듀얼 SEM 및 갈륨 FIB 컬럼으로 구성되며, 리빌 Xe는 듀얼 SEM 및 제논 플라스마(xenon plasma) FIB 컬럼으로 구성됩니다. 리빌 TR은 하나의 SEM 컬럼이 장착됩니다. SEM 컬럼은 모든 구성에서 기울기를 0도, 15도, 45도로 조절 가능하며 스테이지를 회전할 수 있습니다. 이러한 기울기 조절 및 회전 기능은 FIB 단면 이미징, 결함에 대한 상세 지형 이미징과 특정 구조의 특성 분석에 필수적입니다. 리빌 시스템은 여러 검출기에서 다중 투시 이미지를 제공합니다. 상단 검출기는 소재의 명암을 강조하고, 측면 검출기는 지형 정보를 강조합니다. 후방산란전자(BSE) 이미징을 위해 에너지 필터가 장착되어 있으며, EDX 검출기가 소재를 분석합니다. 이러한 인라인 기능은 성공적인 공정 모니터링과 근본 원인 분석(RCA)에 필수적이며, 사이클 시간을 줄여줍니다.

리빌 Ga 및 리빌 Xe는 고분해능 SEM 다중 투시 단면 이미징과 함께 인라인 레시피 기반 밀링 기능을 제공합니다. 인라인 FIB 밀링 기능과 자동 SEM 검토 기능은 불량 분석 랩에서 일반적으로 며칠이 걸렸던 TEM 분석 시간을 단 몇 시간으로 단축합니다. 균일도 분석을 위한 여러 웨이퍼 사이트를 밀링할 수 있습니다. 이러한 풀웨이퍼 기능을 활용하면 수율 향상을 위한 전체적인 구조와 물질 조성에 대한 빠르고 심도 있는 이해가 가능해집니다.

리빌 Xe는 밀링에 불활성 가스를 사용해 오염을 줄이고 재료 제거율을 높입니다. 리빌 Xe는 단면 분석과 반도체 층 제거, 3D 복원 및 3D 계측에 필요한 하이 스루풋(high-throughput) 플라스마 FIB 밀링을 제공하며, 이 시스템은 250µm 깊이까지 도달할 수 있습니다. 리빌 Xe 시스템은 수율 및 공정 분석을 위해 전반적으로 협업하는 여러 소프트웨어 구성요소를 통해 더욱 향상됐습니다.  호환성이 좋은 베리티(Verity) 7i CD-SEM 엔진을 기반으로 한 계측 서버를 사용하면 단면 상 또는 탑다운 방식으로 반도체층이 제거된 이미지 상에 패턴 거리(CD) 측정 결과를 오버레이 할 수 있습니다.  이후 내장된 데이터 큐브 애플리케이션이 반도체층을 제거한 이미지를 사용해 3D 피처를 복원, 구조와 단면을 완전히 3D 시각화하고 계측을 완료합니다. 결함 매핑 및 정량화 등이 포함된 강화된 결함 분석도 3D 환경에서 수행할 수 있습니다. 이러한 새로운 기능을 통해 사용자는 설계 사양과 생산 결과 사이의 상관관계를 지속적으로 모니터링함으로써 수율에 부정적인 영향을 주는 작은 변화 인자를 발견할 수 있도록 도와 줍니다.

리빌 제품군은 SEM비전 제품군 및 전 세계 2,000여 시스템에 추가되었습니다. SEM비전은 거의 20년 전에 도입된 이후로 인라인 결함 검토 시장을 선도해왔습니다.