אפלייד מטיריאלס מחזירה את ה-Dark Field לקווי הייצור
5 מאי, 2011
מערכת DFinder החדשה של אפלייד מטירליאס ישראל פותחה בעקבות מחקר שוק מרתק, אשר גילה בעיה בקווי הייצור של שבבים ננומטריים חדשניים
מערכת DFinder החדשה של אפלייד מטירליאס ישראל פותחה בעקבות מחקר שוק מרתק, אשר גילה בעיה בקווי הייצור של שבבים ננומטריים חדשניים
לאחרונה חשפה חברת אפלייד מטיריאלס את מערכת הבדיקות החדשה DFinder, שפותחה במפעל החברה ברחובות. המערכת מבוססת על אופטיקה חדשנית מספקת ביצועים יוצאי דופן: היא מצליחה לאתר במהירות חלקיקים מזהמים על-גבי שכבות המוליכים שקוטרם קטן מ-40 ננומטר. השפעתם המזיקה של חלקיקים אלה מתגברת ככל שהטרנזיסטור המיוצר קטן יותר, ובתהליכים המבוססים על גיאומטריות זעירות כמו 22 ננומטר, הם יכולים לשבש את פעולת המעגל האלקטרוני.
תובנת שוק
מאחורי ההישג ניצב ניתוח מעניין של המגמות בשוק ייצור השבבים, ואופטיקה חדשנית שפותחה בארץ, המבוססת על שליטה באור מקוטב ושימוש בתאורת לייזר בטווח של אולטא-סגול עמוק (DUV).
לדברי אודי צורי, סמנכ"ל שיווק אפלייד ישראל, "חלק מהלקוחות המובילים בתעשייה כבר רכשו את המוצר, ביותר ממכונה אחת לפאב".
צורי הוא מוותיקי החברה בישראל. הוא החל לעבוד בחברת אורבוט, והמשיך באפלייד מטיריליאס לאחר שזו רכשה את את אורבוט ב-1996 (באותה שנה נרכשו אופאל ואורבוט תמורת 285 מיליון דולר, ומהן צמחה אפלייד מטירילאס ישראל). הוא מסביר את מדיניות החברה: "אם הכרזנו על מערכת חדשה, סימן שהיא כבר נירכשה על-ידי לקוחות מרכזיים".
סוס העבודה של הפאב
מנהל פרוייקט הפיתוח הוא נועם שחר, המשמש מנהל קו מוצרי Dark Field Inspection, תפקיד המטיל עליו אחריות הכוללת על המוצר: הגדרה, פיתוח, ייצור ושיווק. שחר: "באופן מסורתי, עולם האינספקשן מחולק לשתי קטגוריות מרכזיות: מערכות Bright Field לקצה הגבוה, ומערכות Dark Field הנחשבות לסוס העבודה של הפאב. מערכות BF הן איטיות, יקרות ומדוייקות מאוד. בדרך כלל הן משמשות בשלבי הפיתוח ומאפשרות לזהות תקלות שמקורן במסיכות, מיקומן וסטיות בייצור השכבות של השבב.
"מערכות DF אחראיות על ניטור קו הייצור עצמו. הן זולות ומהירות יותר, ומזהות בעיקר זיהומים בשכבות במהלך הייצור. הזיהומים מציינים תקלות בתאים שבהם מגודלות השכבות בחצאי-המוליכים, ולכן חשוב לזהות אותם במהירות כדי שהיצרן יתקן את התקלה וימשיך בייצור. כלומר, הן מסייעות לשמור על Statistical Process Control בקו הייצור".
משימות DF ברמת BF
"אולם בשנים האחרונות ההפרדה המסורתית הזו החלה להיטשטש. בעקבות המיזעור שהביא לירידה ברוחב הצומת של הטרנזיסטורים לכמה עשרות ננומטרים בודדים, והשימוש הגובר באינספקשן באמצעות קרינת UV, הלקוחות החלו לדרוש ממכונות ה-DF שלהם לבצע שתי פעולות שונות: גם לאתר פגמים בתבניות הייצור וגם לזהות זיהומים זעירים מאוד. התוצאה היא שהתעשייה החלה להשתמש במכונות ברמת BF למשימות ברמת DF.
"כאשר זיהינו את המגמה, היה ברור לנו שנוצר צורך חדש בשוק: לספק מכונות DF המבצעות רק זיהוי חלקיקים מזוהמים. למעשה, אנחנו מחזירים לשוק את החלוקה המסורתית מהעשור הקודם. התברר לנו שהצורך בחלוקה הישנה מתגבר גם כתוצאה מתהליכי המיזוג בתעשייה. תעשיית השבבים העולמית הופכת לתעשייה של מגה-פאבים. הלקוחות שלנו מתמזגים וכיום מוקמים רק מפעלי ענק שבהם גובר הצורך בחלוקת העבודה למכונות שונות בעלות יתרונות מובחנים בכל שלב בתהליך הייצור".
היכן האתגר הטכנולוגי?
אודי: "השבבים נעשים יותר מסובכים גם עקב הגידול במספר שכבות המוליכים. השבבים בנויים משני חלקים מרכזיים: אזור הטרנזיסטורים (Front-end) בחלק הצמוד לפרוסת הסיליקון, ואזור המוליכים המקשרים בין הטרנזיסטורים (Back-end) בגב הפרוסה. ככל שרוחב השער (Gate) קטן יותר, יש צורך ביותר שכבות של מוליכים מתכתיים, וכיום מדברים כבר על ממוצע של 11-13 שכבות מתכת ברכיבים המתקדמים, כאשר כל שכבה מוסיפה עוד שלבים הדורשים בדיקה".
לדברי נועם, שכבות אלה מייצרות אתגר טכני מיוחד במינו: "אזור ה-Back-end נחשב לרועש מאוד במונחי אופטיקה, מכיוון שהמתכת מחזירה אור ובנוסף צריך להתגבר על החזרי אור מהשכבות התחתיות, אשר מתנהגות כשכבות שקופות באינטראקציה עם קרינת Deep UV. אחרי שהבנו את הבעיה, הגדרנו את הדרישות ממכונה אידיאלית: היא צריכה לגלות זיהומים בגודל של עשרות ננומטרים, במהירות גבוהה של כ-20 ווייפרים בשעה, ובמחיר סביר ללקוח.
כיצד בנוי המענה הטכנולוגי?
"הטכנולוגיה של DFinder מתמודדת עם האתגרים האלה באמצעות מספר מרכיבים: החידוש העיקרי הוא שימוש באור לייזר Deep UV באורך גל של פחות מ-300 ננומטר. מכיוון שהמערכת מנסה לאתר רק תופעות לא נורמליות, כלומר היא מתעלמת מהתבנית ומחפשת רק זיהומים, ניתן לגלות חלקיקים בגדלים קטנים מאורך הגל המוקרן.
"מערכות DF מנתחות רק את האור המתפזר מזיהומים, ולכן הן מקרינות את הווייפר מזווית אלכסונית. במקרה הזה הצלחנו לייצר זוויות איסוף נמוכות מאוד של הגלאים, והוספנו גם בקרת קיטוב מלאה. היכולת לשלוט בקיטוב בצורה מלאה, מזוויות שונות ובפרמטרים שונים, מאפשרת להגיע לכושר הפרדה גבוה מאוד".
מהו פוטנציאל השוק של DFinder?
"מגה-פאב המייצר מאות אלפי ווייפרים לחודש, זקוק להרבה מכונות. לכל 100 אלף ווייפרים בחודש הוא זקוק ל-10-20 מכונות. חברת המחקר VLSI מעריכה את שוק האינספקשן בכמיליארד דולר בשנה, מתוכו שוק ה-DF מהווה כשליש מהמכירות".
פורסם בקטגוריות: חדשות , ייצור וקבלנות משנה , סמיקונדקטורס , תעשייה ישראלית
