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應用材料公司推出新電子束量測系統
開創先進邏輯和記憶體晶片圖形製作的新攻略

新聞聯絡人:台灣應用材料 譚鳳珠
聯絡電話:03-579-3958
email:pearl_tan@amat.com
發稿日期:民國 110年10月19日
本新聞稿譯自總公司發布的新聞稿

 

  • 當今尖端的晶片需要嶄新的量測方法,以超越光學式量測、採樣統計和單層製程控制的限制
  • PROVision® 3E系統結合了奈米等級的解析度、高速和穿透多層 (through-layer) 的影像處理功能,為工程師提供了對最先進晶片進行準確的圖形製作所需的數百萬個資料點
  • 已有30套系統獲得世界一流晶圓代工-邏輯晶片、DRAM和NAND客戶的安裝使用

應用材料公司發布獨特的電子束 (eBeam) 量測系統,提供大量元件上、跨晶圓和穿透多層結構進行圖形量測與控制的新攻略。

先進晶片是一層一層建構起來的,其過程中數十億個結構的每一個都必須被完美地圖案化 (patterned) 和對準,才能製造出具有最佳電性的電晶體和互連架構。但隨著業界普遍從簡單的2D設計轉向更進階的多重成像和3D設計,如要完成晶片的每個關鍵層 (critical layer),實現最佳的晶片效能、功率、單位面積成本、上市時間 (PPACt™),就需要突破的量測技術。

【圖說】應用材料公司新的PROVision® 3E電子束量測系統,結合了奈米等級的解析度、高速和穿透多層的影像處理功能,為工程師提供了對最先進晶片進行準確的圖形製作所需的數百萬個資料點,實現圖形控制的新攻略。

圖形控制的傳統攻略

傳統上,圖形控制是利用光學疊對 (overlay) 量測機台來實現,這些機台可以量測替代目標(proxy target)來協助裸晶 (die) 圖案對準,在裸晶分割過程中,印在裸晶切割道上的替代目標會從晶圓上移除。替代目標近似法,還包括在整個晶圓量測少量裸晶圖案的方式獲取採樣統計。

然而,經過連續幾代的尺寸微縮、多重圖案化的廣泛採用、以及導致層間失真 (interlayer distortion) 的3D設計之引進後,傳統方法會造成量測缺陷 (即盲點),使工程師更難將預期圖案與晶片上的結果作相互關聯。

圖形控制的新攻略

新的電子束系統技術,可以高速穿透晶片多層結構並直接量測整個晶圓半導體元件的結構,所以,客戶開始採用以大數據為基礎的圖形控制攻略。應用材料公司最新的電子束量測創新技術PROVision® 3E 系統,就是針對這種新攻略特別設計的。

應用材料公司影像與製程控制事業部副總裁暨總經理基思.威爾斯 (Keith Wells)表示:「身為電子束技術的領導者,我們為客戶提供針對先進邏輯和記憶體晶片最佳化後的圖形控制的新攻略。PROVision 3E系統具備的解析度和速度,能夠超越光學量測的盲點,並對整個晶圓和晶片的多層結構之間執行準確的測量。同時晶片製造商還能藉此獲得必要的多維度資料,用以改善PPAC並加快新製程技術和晶片的上市時間。

PROVision 3E 系統

PROVision 3E系統具備的技術,能夠對當今最先進設計的晶片進行圖形控制,包括3奈米晶圓代工邏輯晶片、閘極全環 (gate-all-around) 電晶體和下一代DRAM和3D NAND。

  • 解析度:領先業界的電子束鏡筒(column) 技術提供業界最高的電子密度,可執行1奈米解析度的精細影像處理。
  • 準確性:數十年的CD SEM系統和演算法專業經驗,使我們能對關鍵特性進行準確又精細的測量。
  • 速度:每小時1,000萬次準確、可操作的量測。
  • 多層量測:應材獨特的Elluminator®技術可捕獲95%的背向散射電子,可以快速同步量測數個晶片層的臨界尺寸 (CD) 和邊緣放置 (edge placement)。
  • 範圍:提供廣泛的電子束能量範圍。高能量模式支援快速量測,深度可達數百奈米。低能量模式可以對脆弱的材料和結構 (包括EUV光阻劑) 進行無損量測。

整合運用這些功能後,能幫助客戶從傳統的圖形控制攻略 (由光學替代目標近似法、有限的統計採樣和單層控制所組成),轉而採用基於大規模元件上、跨晶圓和穿透晶片多層結構進行量測與控制的新攻略。

製程配方最佳化

PROVision 3E系統也是應用材料公司AIx (Actionable Insight Accelerator) 平台的關鍵組件。AIx平台結合了製程技術、感測器、量測方法和資料分析,能加速製程技術發展的每個階段—從研發到擴產再到大量製造。AIx平台分析工具將製程變數與PROVision 3E採集的晶圓上量測值相關聯起來,協助工程師提高2倍的製程開發速度,及擴大30%的製程容許範圍 (process window)。

供應狀況

全球領先的晶圓代工-邏輯晶片、DRAM和NAND客戶均已採用PROVision 3E系統。如需進一步了解圖形控制、PROVision 3E和製程配方最佳化,歡迎參閱《2021年製程控制和AppliedPRO™大師課程》。

應用材料公司(那斯達克代號: AMAT)是提供材料工程解決方案的領導者,我們的設備用來製造幾近世界上每顆新式晶片與先進顯示器。我們以工業規模在原子層級進行材料改質的專業,協助客戶將可能轉化成真。在應用材料公司,我們運用創新,實現更美好的未來。欲瞭解更多訊息,請至www.appliedmaterials.com

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October 19, 2021