x射线工具监测HBM堆栈中的芯片对齐和纳米片晶体管中的Si/SiGe组成。
Paul Ryan，副总裁兼总经理力量的x射线业务，与半导体工程坐下来讨论x射线计量进入制造业的运动，以更好地控制纳米片薄膜堆叠和焊料碰撞质量。
SE:你认为目前增长最快的领域是哪里?从应用方面来说，推动你们技术发展的关键因素是什么?
瑞安汽车是一个增长迅速的大领域，而且这确实是安全关键的方面。这些缺陷并不一定会杀死
设备马上。如果他们这样做，他们就会在电气测试中被发现。它检测的是进一步影响性能的关键缺陷。一个关键的应用程序，我们正在通过现在是对齐的模具(在高带宽内存)，你可能有8个堆叠在一起，看看它们是如何对齐的，并测量在线厚度。这对我们来说是一个真正的新兴领域。对于HBM，我们正在与一些公司合作在矽通过而且再分配层(rdl)。我们用XRF测量的最大的东西是合金的厚度和成分。在测量焊料成分时，我们会观察RDL和UBM金属薄膜厚度(例如凸点中的银含量)，并在3D包装中寻找空隙或桥接缺陷。一致性是关键，确保RDL具有正确的合金成分。
SE:过去的一个问题是x射线检查太慢，所以仅限于点检。这种情况改变了吗?
瑞安:是的，这种情况肯定正在改变。我们一直在创新x射线源的设计，挤出更多的能量，更多的光子，并优化光学设计。我们最近升级了我们的检测链，这是显著改善。我们最新的x射线荧光(XRF)产品用于前端生产线，显著提高了吞吐量，达到每小时30、40、50片晶圆，这是真正值得生产的。
SE:还有其他热门应用吗?
瑞安: x射线衍射正在测量用于各种GaN功率应用的SiC晶圆中的缺陷水平，因为SiC缺陷在晶圆与晶圆之间和批次与批次之间变化非常大。因此，客户真正关注晶圆的质量，既从“我们是否使用它”的角度考虑，也从优化设备尺寸和使用的基板等方面考虑。一些更昂贵、更大的设备需要更多的晶圆空间。所以你可以开始优化哪些器件放在哪些晶圆上。
SE:你发现了什么样的缺陷?
瑞安最大的杀手是像微管这样的东西，或者本质上是一根直接穿过晶圆的管道，它基本上杀死了晶圆。但是还有很多纱线错位，这是很关键的。然后是所谓的基面缺陷，本质上是基面晶体一侧的穿线位错。它们的大小从原子级到微米级的位错。
SE:你们的系统在多大程度上使用了机器学习(ML)或人工智能?
瑞安这要看技巧了。在计量方面，我们倾向于做更多的模拟、分析和回归，这仍然是最好的方法。但随着检测技术的进步越来越快，我们肯定会使用机器学习。
SE:在过去，x射线工具已经超出了osat的价格能力。这种情况改变了吗?
瑞安有两个不同的市场。我们没有购买osat，但我们看到台湾一线公司在高带宽内存和逻辑方面有很多活动。随着时间的推移，我预计他们会把它推向下游。但是现在，第一梯队已经在内部做了很多，你不会想到会有客户在内部做这些。
SE:向无凸点的过渡会怎样?你几乎需要能看到里面，对吧?
瑞安:传统上，检查都是在包装上，几乎是在PCB层面。当然，我们会越来越往上移动。因此，我们在隔离后对带材进行x射线检查。但我们现在再次转向，更多地转向预晶圆，关注晶圆上，当你在工艺的早期发现问题时，它的价值要高得多。这是最近才发生的变化。
SE:在晶体管方面，随着行业从finfet向下发展到forksheet fet，也许还有碳纳米管fet。芯片制造商会进行更深入的检查吗?
瑞安这将取决于它是如何实施的。一旦你开始研究碳纳米管，你就可以想象晶体结构的样子了。当你研究这些材料以及它们是如何构成的，它们的相位是非常重要的。
SE:在分辨率方面，你能走多远的极限是什么?还有其他技术在这个领域竞争吗?
瑞安:我们可以将罐子推到1微米以下。其他的一些，如x射线CT(计算机断层扫描)，具有更好的分辨率，但视野非常小。所以，它们对于失败分析来说是可以的，但是对于生产来说就太慢了。在包装方面，我们的分辨率下降到3微米，这对于后端缺陷来说是很好的。在晶圆上，我们正在成像缺陷对晶格的影响。应变场比缺陷本身要大得多。所以菌株必须能够繁殖。
SE: x射线工装随着生产的使用有什么变化?
瑞安:以前的x射线衍射系统在很大程度上是一把瑞士军刀，任何时候你有了一个瑞士军刀一样的工具，你就危及了一切。Bruker和我们的客户都做了很多工作，精简了工具需要做的事情，并针对他们试图监控的内容进行了优化。通过这样做，您可以提高吞吐量，提高生产率，并改善拥有成本。
SE:所以x射线终于开始流行了?这花了一段时间。
瑞安:是的，它现在确实在迅速发展。我们正在正常生产。
- Ed Sperling对本文也有贡献。
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