先进晶片是一层一层建构起来的,其过程中数十亿个结构的每一个都必须被完美地图案化(patterned)和对准,才能制造出具有最佳电性的电晶体和互连架构。但随着业界普遍从简单的2D设计转向更进阶的多重成像和3D设计,如要完成晶片的每个关键层(critical layer),实现最佳的晶片效能、功率、单位面积成本、上市时间(PPACt),就需要突破的量测技术。

传统图形控制是利用光学迭对(overlay)量测机台来实现,这些机台可以量测替代目标(proxy target)来协助裸晶(die)图案对准,在裸晶分割过程中,印在裸晶切割道上的替代目标会从晶圆上移除。替代目标近似法,还包括在整个晶圆量测少量裸晶图案的方式获取採样统计。

然而,经过连续几代的尺寸微缩、多重图案化的广泛採用、以及导致层间失真(interlayer distortion)的3D设计引进后,传统方法会造成量测缺陷(即盲点),使工程师更难将预期图案与晶片上的结果作相互关联。

新的电子束系统技术,可以高速穿透晶片多层结构并直接量测整个晶圆半导体元件的结构,所以客户开始採用以大数据为基础的图形控制攻略。应用材料最新的电子束量测创新技术PROVision 3E系统就是针对这种新攻略特别设计。

应用材料影像与制程控制事业部副总裁暨总经理基思.威尔斯(Keith Wells)表示,PROVision 3E系统具备的解析度和速度,能够超越光学量测的盲点,并对整个晶圆和晶片的多层结构之间执行准确的测量。同时晶片制造商还能藉此获得必要的多维度资料,用以改善PPAC并加快新制程技术和晶片上市时间。

PROVision 3E系统具备的技术,能够对当今最先进设计的晶片进行图形控制,包括3奈米晶圆代工逻辑晶片、环绕闸极(GAA)架构电晶体和下一代DRAM和3D NAND。

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