Wooptix переносит астрономическую оптику в измерение кремниевых пластин
Испанская компания применила в полупроводниковом производстве измерение фазы волнового фронта, взятое из адаптивной оптики телескопов: вся пластина снимается одним кадром и даёт около 16 млн точек. Пластину при этом держат вертикально, чтобы исключить влияние тяжести.
Технология Wooptix началась с Солнца. Испанская компания находится на Тенерифе, где расположена одна из крупнейших в мире солнечных обсерваторий, и значительную часть её исследовательской группы составляют бывшие астрофизики. «Вы видели „Теорию большого взрыва“? — спросил соучредитель и операционный директор Хавьер Элисальде. — Это наша исследовательская группа».
Построили они то, чего в полупроводниковом производстве раньше не применяли: измерение фазы волнового фронта, выросшее из адаптивной оптики для астрономии. Вместо интерферометра, эллипсометра или профилометра система Phemet снимает всю пластину одним кадром.
Один кадр — вся пластина
«Одним кадром мы видим всю пластину», — говорит Элисальде. Отказ от построчного сканирования экономит время и обходит проблему вибраций. Там, где профилометр измеряет, скажем, восемь линий через пластину, Phemet выдаёт за один снимок около 16 млн точек и строит карты высот с нанометровым разрешением, по которым видны форма, общее и местное напряжение, нанотопография и искажения в плоскости пластины.
Измеряет система, разбирая направление света, отражённого от пластины. «Мы понимаем свет, и когда он возвращается, мы разбираем отклонение световых лучей», — говорит он. Сейчас применяются обычные серийные светодиоды на 590 нм, а вся собственная разработка — в оптике и алгоритмах. Система видит сквозь оксиды, нитриды и рисунок из меди без особой подготовки. С фоторезистом сложнее: он возвращает свет не так чисто, признаёт Элисальде.
Отличительная особенность — пластина удерживается вертикально, что снимает влияние тяжести. Это позволяет Phemet снять свободную форму пластины, а по ней предсказать, как она поведёт себя, когда будет зажата в литографическом сканере или камере осаждения. «Чем больше у вас сведений о пластине и чем лучше вы можете смоделировать её в зажатом состоянии до осаждения, тем точнее увидите, как она поведёт себя после осаждения или после литографии», — говорит он. На то, чтобы удерживать пластину вертикально, не внося напряжений, Wooptix потратила почти четыре года исследований.
Каждая пластина, каждый процесс
Более крупный замысел — в производительности. Сегодня заводы обычно отбирают часть пластин и несут их на отдельный прибор. Wooptix же видит будущее так: хотя бы один прибор на каждый технологический шаг. На передовых логических производствах, через которые проходит от 50 до 100 тыс. пластин в месяц, измерение каждой пластины означало бы по два-три прибора на процесс. Хороший пример — химико-механическая полировка с множеством измерительных шагов, где нужна геометрия пластины.
«Мы даём полную подпись процесса», — говорит Элисальде: измерение до, после и в идеале во время каждого шага с передачей результата на следующий прибор. При этом он аккуратно ставит Phemet рядом с существующими методами, а не против них. «Это не значит, что мы лучше, например, атомно-силового микроскопа, — говорит он. — Тот даёт абсолютные значения, с этим нам не состязаться, но мы дополняем друг друга».
Возможны и панели. Самому методу безразлично, что измерять, но удержать прямоугольную панель вертикально без напряжений — задача физическая, да и оптика нужна крупнее. «Это выполнимо. Дороже, но выполнимо», — говорит он, отмечая, что компания прошла путь от пластин 50 мм к 200 и 300 мм без потери характеристик. Измерять панели горизонтально куда проще.
Путь на завод
Phemet компания представила на SEMICON Europa в 2025 году, а первую систему установила в CEA-Leti в Гренобле в мае. Строит она и собственное чистое помещение на Тенерифе. По словам Элисальде, попасть на действующие производства небыстро: «Дорога на завод занимает больше 12 месяцев. Там мы сейчас и находимся. Думаем, что проходим её, но это требует времени».
Примечание редакции: ради оперативности этот материал был подготовлен с помощью искусственного интеллекта (Claude от Anthropic) по записи интервью, устроенного Bodewell Group, и материалам компании, а затем проверен и отредактирован редакцией Semiconductor Digest.