SIM vereint berührungsloses optical sectioning und hochauflösende 3D-Bildgebung über den sichtbaren und infraroten Spektralbereich. Visible-Light SIM eignet sich besonders für oberflächensensitive Maßhaltigkeitsprüfungen in der Silizium-Photonik und an optischen Interconnect-Strukturen – einschließlich Line Edge Roughness (LER), Overlay sowie Bump- bzw. Micro-Bump-Charakterisierung.
IR-SIM erweitert diese Fähigkeit auf gebondete Interfaces, vergrabene Strukturen sowie interface-relevante Inspektionsaufgaben, bei denen der Zugang über sichtbares Licht eingeschränkt ist.
SIM vereint berührungsloses optical sectioning und hochauflösende 3D-Bildgebung über den sichtbaren und infraroten Spektralbereich. Visible-Light SIM eignet sich besonders für oberflächensensitive Maßhaltigkeitsprüfungen in der Silizium-Photonik und an optischen Interconnect-Strukturen — einschließlich Line Edge Roughness (LER), Overlay sowie Bump- bzw. Micro-Bump-Charakterisierung.
IR-SIM erweitert diese Fähigkeit auf gebondete Interfaces, vergrabene Strukturen sowie interface-relevante Inspektionsaufgaben, bei denen der Zugang über sichtbares Licht eingeschränkt ist.
Structured Illumination Microscopy (SIM) ist ein berührungsloses, optisches 3D-Bildgebungsverfahren, das über verschiedene Spektralbereiche hinweg eingesetzt werden kann. Im sichtbaren Licht wird SIM typischerweise für hochauflösende 3D-Topographie und zerstörungsfreie Schnittbildgebung verwendet. Im Infrarotbereich kann SIM zusätzlichen Zugang zu gebondeten Strukturen bieten und grenzflächenrelevante Inspektion sowie 3D-Analyse unterstützen.
Sichtbares Licht
Nanometergenaue 3D-Topografie über unterschiedlichste Materialkombinationen hinweg
Oberflächentopografie, strukturierte Wafer, z. B. an optischen Interconnects
Inspektion strukturierter Wafer, optische Interconnects, MEMS, Bump-Inspektion
Sichtbares Licht durchdringt keine opaken oder optisch dichten Schichten – der Zugang zu vergrabenen Interfaces und Substrukturen ist dadurch begrenzt
Oberflächenfehler
Transparente Schichten
Photonische Strukturen
Infrarot
Zusätzlicher Zugang zu vergrabenen Interfaces und gebondeten Strukturen
Gebondete Wafer-Interfaces, Schichtstrukturen, vergrabene Overlay-Marken
Wafer Bonding, Advanced Packaging, 3D-Integration
IR-Licht wird beim Durchlaufen von Silizium zunehmend absorbiert, wodurch die effektive Eindringtiefe bei dickeren Schichtstapeln begrenzt ist.
Through Silicon
Transparente Schichten
Photonische Strukturen
Visible-Light SIM liefert präzises optical sectioning transparenter Schichten — etwa Oxide und Nitride – kombiniert mit hochauflösender 3D-Metrologie für oberflächensensitive Maßprüfungen. Besonders wirkungsvoll ist das Verfahren dort, wo hohe laterale Detailschärfe, hoher Durchsatz und präzise Topografie gefordert sind. In der Halbleiterfertigung macht dies Visible-Light SIM besonders relevant für Silizium-Photonik und optische Interconnect-Strukturen, die Bewertung von Line Edge Roughness, Overlay-Verifikation, Bump- und Micro-Bump-Charakterisierung sowie weitere Anwendungen, bei denen Maßgenauigkeit und reproduzierbare optische Messung entscheidend sind.
- Berührungslose 3D-Messung von Topografie und Geometrie im Nanometerbereich
- 2D-Messungen wie Line Edge Roughness (LER) für optische Komponenten
- Zusätzliche Abdeckung für Line/Space-Prozessfensteranalyse, MEMS-Strukturcharakterisierung und Wafer-Level-Prozessüberwachung.
- Schnelle optische Bildaufnahme zur Bewertung von Defekten, Partikeln, Kratzern und Prozessabweichungen
- Hervorragende Eignung für Silizium-Photonik, Waveguides, Koppler und Co-Packaged Optics
- Cross-section views an Oxid- oder Nitridschichten
Line/Space-Muster erkannt
Individuelle Linie aufgelöst
- Unterscheidung zwischen Oberflächenkontamination und eingebetteten Defekten
- Inspektion von Buried Waveguides
- Querschnitte durch transparente Schichten
- Zerstörungsfreie, rein optische Inspektion ohne Probenpräparation
Infrared SIM erweitert Structured Illumination Microscopy auf Anwendungen, bei denen Visible-Light SIM an seine Grenzen stößt. Je nach Materialsystem und verwendeter Wellenlänge kann IR-SIM zusätzlichen Zugang zu ausgewählten vergrabenen Merkmalen bieten und die Analyse gebondeter oder geschichteter Strukturen unterstützen. Das macht IR-SIM besonders relevant für Halbleiterprozesse mit vergrabenen Interfaces, Hybrid Bonding und komplexen Materialstapeln.
Strukturierte Beleuchtung im Infrarotbereich für verbesserten optischen Kontrast und Schnittbildung
Bonding- und interface-relevante Inspektion, wenn IR-Zugang von Vorteil ist
Wafer Bonding, Advanced Packaging, 3D-Integration, MEMS
Verbesserter Kontrast am Bond-Interface
Metallanteile im Schichtstapel begrenzen die optische Transparenz
Infrarot-optische Bildgebung durch Silizium oder andere IR-relevante Materialsysteme
Bildgebung durch Silizium und Visualisierung vergrabener Ausrichtungs- oder Strukturmerkmale
Wafer-Bonding-Ausrichtung, Unterstützung der Fehleranalyse
Etabliertes Verfahren für die optische Inspektion durch Silizium
Begrenzte Topografiefähigkeit, stark abhängig von optischem Kontrast und Materialtransparenz
Akustische Inspektion auf Basis von Ultraschallreflexionen an internen Interfaces
Erkennung vergrabener Voids, Delamination, Risse und nicht gebondeter Bereiche
Wafer-Bonding-Inspektion, Advanced Packaging, Package-Integritätsanalyse
Starke Leistung bei der Erkennung vergrabener Defekte an internen Interfaces
Liefert keine optischen Oberflächendetails oder optischen 3D-Informationen
IR-Mikroskopie, SAM und IR-SIM ergänzen sich, anstatt austauschbar zu sein.
IR-Mikroskopie eignet sich für die Bildgebung durch Silizium, SAM ist stark bei der Erkennung vergrabener Voids und Delamination, und IR-SIM ergänzt dies um einen strukturierten optischen Ansatz für die bonding- und interface-relevante Halbleiterinspektion — mit zusätzlicher Quantifizierung von Defekten nach Z-Dimension und mittels optischer Querschnittsansicht.
- Erweiterter Zugang zu Merkmalen, die im sichtbaren Spektrum nicht erkennbar sind
- Verbesserte Eignung für ausgewählte Materialstapel und gebondete Strukturen
- Zusätzliche Kontrastmechanismen für Prozessüberwachung und Defektbewertung
- Hohes Potenzial für Advanced Packaging, Wafer Bonding und 3D-Integration
Was ist der Unterschied zwischen Visible SIM und IR-SIM?
Visible SIM wird primär für hochauflösende 3D-Oberflächentopografie eingesetzt. IR-SIM kommt zum Einsatz, wenn ein anderes optisches Fenster für ausgewählte vergrabene Strukturen, gebondete Interfaces oder semitransparente Materialsysteme benötigt wird.
Warum Infrared SIM für Wafer-Bonding-Anwendungen einsetzen?
IR-SIM ist für Wafer-Bonding-Anwendungen relevant, da es zusätzlichen optischen Zugang und Kontrast zu gebondeten Interfaces und Schichtstrukturen ermöglichen kann, die mit rein visueller Inspektion allein nicht zugänglich sind.
Kann SIM unterhalb der Wafer-Oberfläche inspizieren?
Je nach Wellenlänge und Materialsystem kann IR-SIM Zugang zu ausgewählten Merkmalen unterhalb der unmittelbaren Oberfläche bieten. Das erzielbare Ergebnis hängt von Transparenz, Schichtaufbau und Inspektionsziel ab.
Welche Materialien profitieren von IR-basierter optischer Inspektion?
IR-basierte optische Inspektion ist besonders relevant für Materialsysteme wie Silizium, das bei Infrarot-Wellenlängen transparent wird. Sie ermöglicht eine optische Schnittansicht, die einem Querschnitt ähnelt — mit dem Vorteil, zerstörungsfrei zu sein. In Halbleiteranwendungen betrifft das unter anderem gebondete Wafer und Schichtstrukturen, bei denen Visible-Light SIM durch Transparenz, Tiefe oder geringen Interface-Kontrast eingeschränkt ist.
Ist SIM für MEMS und Advanced Packaging geeignet?
Ja. SIM eignet sich gut für MEMS- und Advanced-Packaging-Anwendungen, da es berührungslose Inspektion mit hochauflösenden optischen 3D-Informationen verbindet. Visible-Light SIM ist besonders effektiv für oberflächensensitive 3D-Topografie, während IR-SIM bei gebondeten Strukturen, vergrabenen Interfaces und komplexen Materialstapeln zusätzlichen Nutzen bieten kann.
Wann sollte Visible SIM gegenüber IR-SIM bevorzugt werden?
Visible SIM sollte bevorzugt werden, wenn maximale Oberflächendetails, starker lateraler Kontrast und präzise Topografie im Vordergrund stehen. IR-SIM wird relevanter, sobald die Inspektionsaufgabe vergrabene Merkmale, gebondete Interfaces, semitransparente Materialien oder ein anderes optisches Fenster erfordert.
Warum erfordert SIM keine Kalibrierung vor routinemäßigen optischen Messungen?
Das patentierte SIM-Verfahren von Confovis basiert auf der Beleuchtung eines statischen Gitters und verzichtet auf bewegliche optische Elemente wie Lochblenden oder Spiegel. Es kommt zudem keine scannende oder rasternde Laserquelle zum Einsatz. Stattdessen wird das Gitter über eine statische LED-Beleuchtung projiziert, was einen stabilen optischen Aufbau unterstützt und keine anwenderseitige Kalibrierung vor jeder Messroutine erfordert.
Confovis bringt Structured-Illumination-Technologie in die Halbleiterinspektion — mit klarem Fokus auf praxisnahe Metrologie- und Inspektionsaufgaben. Unsere Lösungen übersetzen fortschrittliche optische Verfahren in robuste, anwendungsorientierte Systeme für Wafer, Mikrostrukturen und Advanced-Packaging-Umgebungen. Mit SIM, das sich vom sichtbaren Licht bis in den Infrarotbereich erstreckt, unterstützt Confovis Kunden bei sich wandelnden Anforderungen wie:
- Zunehmende Komplexität in der Silizium-Photonik, bei optischen Interconnects, in der heterogenen Integration und bei zunehmend integrationsdichten photonischen Strukturen
- Neue Anforderungen in Wafer Bonding und Hybrid Bonding
- Inspektionsherausforderungen in der 3D-Integration und im Advanced Packaging
- Der Bedarf an flexiblen, berührungslosen optischen Inspektionsmethoden für Prozessentwicklung und Produktionshochlauf
Von hochauflösender 3D-Metrologie im sichtbaren Licht bis hin zu infrarotgestütztem Zugang zu vergrabenen Strukturen: SIM bietet eine vielseitige Grundlage für die Halbleitermetrologie und -inspektion der nächsten Generation – einschließlich neu entstehender Anwendungen in der Silizium-Photonik und bei optischen Interconnects.
Confovis unterstützt Kunden dabei, den richtigen SIM-Ansatz für ihre Anwendung und ihr Prozessumfeld zu evaluieren.
