בלעדי ל-Techtime: הצוות הישראלי של KLA Tencor פיתח שיטת בדיקה חדשה בייצור שבבים
28 אוגוסט, 2016
קבוצת האופטיקל מטרולוג'י פיתחה מערכת לבדיקת מיקום שכבות המשתלבת בתוך מכונות ייצור השבבים בלא צורך בעמדת בדיקה נפרדת. המערכת נמצאת כעת בניסויי שדה אצל לקוחות
קבוצת האופטיקל מטרולוג'י פיתחה מערכת לבדיקת מיקום שכבות המשתלבת בתוך מכונות ייצור השבבים בלא צורך בעמדת בדיקה נפרדת. המערכת נמצאת כעת בניסויי שדה אצל לקוחות
חברת KLA Tencor פיתחה מערכת מסוג חדש לביצוע בדיקות Overlay בתוך קו הייצור של מוליכים למחצה, המשתלבת בתוך תא הייצור ומאיצה את זמני הבדיקה כדי לקצר את תהליך הייצור של שבבים חדשים. המערכת החדשה, בשם iArcherLCM, נמצאת כעת בניסויי שדה אצל כמה מהלקוחות הגדולים של החברה.
מאחורי הפיתוח עומד הצוות הישראלי של חברת KLA Tencor, אשר פיתח את הרעיון ומייצר את המכונות החדשות במפעל של החברה במגדל העמק. המערכת החדשה משלבת שיטות מדידה שונות כדי לקבוע את דיוק ההנחה של שכבות חומר בתהליך ייצור השבבים. בנוסף לעובדה שהמדידות מתבצעות בו-זמנית, המערכת מיוצרת בצורה חדשנית המאפשרת לשלב אותה בתוך המערכות הקיימות בתוך קו הייצור, בלא צורך להוסיף לקו מכונה נפרדת.
בדיקה מהירה מאיצה את תהליך הייצור
בראיון ל-Techtime הסביר מנהל קבוצת ה-Optical Metrology בחברת KLA Tencor, אורי תדמור, שהשיטה החדשה מאפשרת לקבל תוצאות מיידיות ובכך לשפר את התפוקה של ייצור שבבים בגיאומטריות מתקדמות. תדמור: "מערכת בדיקה נפרדת (Standalone) צריכה להמתין מספר דקות עד חצי שעה לשינוע של פרוסות הסיליקון על-ידי מערכת האוטומציה של קו הייצור. מכיוון שתא הייצור מעביר דרכו כ-200 פרוסות סיליקון (Wafers) בשעה, המשמעות היא שעד לגילוי התקלה יוצרו הרבה מאוד ווייפרים".
"באמצעות פיתוח מערכת משולבת (Integrated Metrology) הנכנסת לתוך תא הליתוגרפיה עצמו בתוך קו הייצור, אנחנו מקבלים זמני תגובה מהירים המקצרים את זמן הייצור של שבבים. בתהליכי ייצור שבבים משתמשים כיום בכ-60 מסיכות שונות, כאשר יש 60-80 שכבות ליתוגרפיה וביניהן עוד שכבות בינייים. מדובר בתהליך בעל עשרות אלפי צעדים הנמשך בממוצע כחודשיים. לכן החיסכון המצטבר בזמן הוא גדול מאוד".
האתגר שעימו מתמודדת קבוצת האופטיקל מטרולוג'י הישראלית הוא אוברליי (Overlay): בדיקת הדיוק שבה מונחות שכבות החומר אחת על-גבי השנייה במהלך ייצור השבב. סוגיית האוברליי נעשתה מרכזית בשנים האחרונות עקב הכישלון של התעשייה בפיתוח מקור קרינת חשיפה באורך גל קצר (EUV). התוצאה היא שהמקורות היום בעלי רזולוציה נמוכה בהרבה מהנדרש לייצור טרנזיסטורים בגודל של 10 ננומטר.
אתגר מטרולוגי מסוג חדש
התעשייה מתמודדת עם הבעיה באמצעות עקיפתה: פותחו שיטות ייצור הנקראות דאבל פטרנינג (Double Patterning) וקוואד פטרנינג (Quad Patterning) שבהן מבצעים מספר חשיפות (הקרנות) של השכבה לפני תהליך הסרת או הוספת החומר, ועל-ידי כך מתקבלים מבנים שהם קטנים מאורך הגל של המקרן.
תדמור: "הדיוק של הנחת השכבה הבאה מעל השכבה הקודמת הוא מאוד חשוב. המכונות שלנו מסתכלות על מטרה הנמצאת בשתי השכבות, מכיוון שדיוק ההנחה של השכבות יקבע את איכות השבב. כל שינוי זעיר בשיעור התפוקה של קו הייצור מיתרגם להרבה מאוד כסף".
כיצד המדידה מתבצעת?
"שתי השיטות המרכזיות הן Imaging Based, שבה מיקרוסקופ מצלם מטרה ואז מופעל אלגוריתם עיבוד תמונה המחשב את התזוזה שבין השכבות, ו-Diffraction Based שנכנסה לשוק רק בשנים האחרונות, ובה מאירים את המטרה בלייזרים, ומחשבים את מיקום השכבות בהתאם לתופעת ההתאבכות בין המטרה התחתית לבין המטרה העלית.
"לכל אחת מהטכנולוגיות יתרונות מסויימים וחסרונות מסויימים. אנחנו משתמשים בשתיהן.
"לקחנו מוצר שבמשך 20 שנה ישב עצמאית על שטח ייעודי ויקר בתוך הפאב, והצלחנו להכניס אותו למרחב קטן ומצומם בתוך תא הייצור עצמו. הוצאנו מספר מרכיבים אל אזור הסאב-פאב מחוץ לחדר הנקי, חסכנו את הצורך ברובוט המשנע את הפרוסה והשארנו את כל המרכיבים הקריטיים כמו מקורות האור, הסנסורים והמחשב, אבל בתצורת זיווד חדשה".
מהי רמת הדיוק של המדידה?
"אנחנו מגיעים לדיוק של עשיריות ננומטר. ללקוח יש תקציב שגיאה של ננומטרים בודדים. המדידה צריכה להיות 10-20 אחוז מהתקציב הזה. כלומר אם אתה מודד מבנה בגודל של 2-6 ננומטר, זה מיתרגם לדיוק מדידה של 0.2-0.6 ננומטר".
עד כמה המוצר הזה ישראלי?
"המוצר הזה הוא כחול לבן לגמרי. צוות של כ-500 עובדים פה בישראל מבצע את הפיתוח של הטכנולוגיה. אנחנו גם אחראים על הגדרת מפת הדרכים, השיווק והמכירות. המערכות מיוצרות במגדל העמק, משלב הרעיון הראשוני ועד לשלב המשלוח ללקוח.
"אנחנו כל הזמן מגדילים את נפח הפעילות כאן, ומחפשים אנשים. כעת אנחנו מחפשים פיסיקאים, מתמטיקאים, בוגרי הנדסת חשמל, הנדסת מחשבים, חקר ביצועים, אנשי תוכנה ואפילו אנשים שהגיעו מרקע אקדמי בתחומים אחרים, כמו אווירונאוטיקה והנדסה ביו-רפואית".
פורסם בקטגוריות: חדשות , סמיקונדקטורס , ציוד בדיקה
כתבות נוספות העשויות לעניין אותך
