Das konfokale Laser Scan Mikroskop (LSM) von Carl Zeiss ist das erste kommerzielle System, welches eine Vielzahl von Inspektions- und Abastverfahren in einer optischen Workstation vereint. Neben einer Laser Scan Abbildung von hoher Auflösung zur Defektkontrolle, kann das Werkzeug für Routineanwendungen in der Meßtechnik und für Profilmessungen eingesetzt werden.

Durch Kombination mit solchen leistungsfähigen und innovativen zerstörungsfreien Prüfmethoden wie OBIC (Optical Beam Induced Current) und Emissionsmikroskopie, ist das LSM zum Hauptgerät in Labors für Defektanalysen geworden.
Der schnelle Wechsel von einer Prüfmethode zur anderen mit einer minimalen Vorbereitung verringert das Kontaminationsrisiko des gekapselten Bauelements und des Wafers.

Dank seiner Flexibilität, ist das gegenwärtig verfügbare LSM Analysewerkzeug leicht in Umweltlabors einsatzbar. Gleichzeitig kann es jedoch auch für von einem Bediener überwachte Routinearbeiten eingesetzt werden. Dies wird durch ein neues auf Windows beruhrendes Benutzerinterface und eine leistungstarke und hochentwickelte Macrofähigkeit erreicht.

Das LSM System besitzt ein 8" Inspektionsmikroskop und eine schnelle Laserscanoptik., die je nach ausgeführter Aufgabe, mit einem oder zwei Lasern ausgerüstet werden kann. Es wird zur Umschaltung nur ein Softwareschlüssel benötigt. Die traditionnelle Hellfeldabbildung und TV Modus sind zusätzlich verfügbar.

Als ersten Laser wählt man normalerweise einen Laser mit 633 nm Wellenlänge und als zweiten einen Infrarotlaser zwischen 350 nm (UV)/488 nm oder 1064/1152 nm.
Das abgetastete Bild kann in der Größe, Auflösung und Geschwindigkeit variieren je nach Anwendungsfall. Die leistungsstarke Bildverarbeitung zielt auf die Verbesserung von Details, 3D und Topographiedarstellungen, Messungen und Overlay von Mehrfachbildern, um Lage und Größe von Fehlern exakt anzuzeigen.

Hochgenaue Fehlerbilder mit einer bis zu 16.000x Vergrößerung werden angezeigt mittels einer UV Option oder der 488 nm Laserlinie für eine maximale Auflösung. Eine verbesserte Bildqualität für Flüssigkristallmethoden wurde bewiesen. Neben 2D Bildscans, hat sich das System als sehr effektiv beim Scannen von Profilen erwiesen mit einer Auflösung von 50 nm bis zu mehr als einem Millimeter, was für Metallschichttrennung und Photoresistprofile ideal ist. Anders als bei konfokalen Drehscheibensystemen, ist keine umständliche 3D Berechnung nötig, da das LSM innerhalb einiger Sekunden das Ergebnis parat hat.

Die beiden Hauptantastverfahren, die angewandt werden können, sind OBIC und die Emissionsmikroskopie. Die erste Methode benutzt den 633 nm Laser zur Abtastung der Chipoberfläche und liefert Informationen über Inhomogenitäten auf Grund von Design und Overlay Problemen. Da sie keine zeitaufwendige Vorbereitung eines SEM erfordert, wie sie bei der analogen EBIC Methode nötig ist, ist sie sehr attraktiv geworden. Verwandte Tests wie Latch-up sind Teil der analytischen Fähigkeiten.

Die Emissionsmikroskopie hat kürzlich enorm an Bedeutung gewonnen als zerstörungsfreie Methode zur Lokalisierung einer Reihe von Defekten wie Gateoxid Leckverluste, elektrostatische Entladungsschäden und heiße Elektronen. Da diese Stellen ein sehr niedriges optisches Signal aussenden,muß ein hochentwickelter Bilddetektor für sehr niedrige Lichtintensität eingesetzt werden. Die beste Bildqualität und das geringste Grundrauschen wird mit einem gekühlten CCD Detektor mit programmierbarer Integrationszeit erreicht.

Der optische Strahlengang des LSM und die patentierte ICS Optik sichern eine maximale Empfindlichkeit beim Erkennen von schwachen Emissionsspots. Weitere Merkmale sind komplette Fernsteuerung des lichtdichten integrierten LSM, ein Scanning Tisch (bis zu 8"x8") und verschiedene Abbildarten. Automatische Spotpositionierung und Verbesserungsalgorithmen beruhen auf Erfahrungen auf diesem Gebiet.

Die LSM Konfiguration mit einem Infrarotlaser ist ein neues Merkmal zur Beseitigung der Schatteneffekte durch vorderseitige Metallbeschichtung bei neuesten Chiptechniken. Die Antwort ist eine rückseitige Abbildung im konfokalen Mode, bei der "verschwommene" Bilder, wie bei Systemen auf TV Basis, nicht mehr auftreten. OBIC Abtastung der Rückseite und Emissionsabbildung ist eine brandneue Anwendung.

Fehler- und Meßdaten können von Dateien übertragen werden und die Ergebnisse können über einen Netzanschluß an einen Hostrechner gesendet oder auf einer Festplatte oder einer optischen Speicherplatte gespeichert werden und auf Videofarbdrucker dokumentiert werden.

Die LSM Workstation stellt eine völlig neue Leistungsebene für analytische Werkzeuge dar und schafft außerordentliche Abbildungsmöglichkeiten zusammen mit OBIC, Emissions-, IR Abbildungs- und Flüssigkristallabtastmethoden.
Die Vorteile sind: minimale Vorbereitung, einfache Verbindung der einzelnen Methoden miteinander, Kosteneffektivität und unkomplizierte und vielfältige Konfigurationen.

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