אפלייד ישראל פיתחה גישה חדשה לבדיקות שבבים
30 מאי, 2022
נערכת להשקת מכונת בדיקות חדשה ממשפחת VeritySEM המאפשרת לבדוק בו-זמנית את כל השכבות בשבב תלת-מימדי מתקדם, במסגרת המעבר של התעשייה למבנים מורכבים ולליתוגרפיית EUV בתהליכי הייצור
חטיבת PDC הישראלית של חברת אפלייד מטיריאלס (Applied Materials) פיתחה קונספט חדש לביצוע בדיקות שבבים במהלך הייצור, אשר מיועד להתמודד עם תהליך מיזעור השבבים ועם הופעת המבנים המורכבים של שבבים תלת מימדיים. החברה מכנה את התפישה החדשה בשם 3D Patterning Control, ונערכת כיום להשקת מערכת בדיקות חדשה ממשפחת VeritySEM, הכוללת מיקרוסקופ אלקטרוני בטכנולוגיית eBeam שפותחה בישראל, אשר מיועד להיות חלק בלתי נפרד מתהליך הייצור.
כך גילה לאחרונה עופר אדן, מנהל קבוצת הדיאגנוסטיקה ובקרת התהליכים בחברת אפלייד מטיריאלס, במסגרת יום הדרכה של החברה לתעשיית השבבים שהתקיים לפני כחודש. מיקרוסקופ ה-eBeam הישראלי מצוייד באלומות בעוצמות שונות: אלומה חזקה מאפשרת מדידה מהירה בעומק של כמה מאות ננומטרים ואלומות בעוצמות משתנות מותאמות לתכונות השבב, כדי שניתן יהיה למדוד מבנים וחומרים הרגישים לקרינת אלקטרונים. אדן הסביר שכדי להמשיך בתהליך מיזעור השבבים, יש להשיג שלושה יעדים מרכזיים: להבטיח שהתבניות במסיכות הליתוגרפיה משוכפלות בדיייקנות על-גבי שכבת החומר הרגיש לאור (photoresist), להבטיח שהתבניות הנצרבות (etched) בשכבת החומר הן אחידות, ולוודא שכל השכבות מיושרות בדייקנות ואין ביניהן הזחה (Overlay).
השקת מערכת VeritySEM חדשה
המטלה הזאת נעשית קשה מיום ליום מכיוון שכדי להמשיך ולמזער את השבבים התעשייה מייצרת מבנים תלת מימדיים מורכבים, דוגמת טרניזסטורי GAA והייצור עובר לשימוש בקרינת Extreme UV בעלת אורך גל קצר מאוד. לדברי אדן, שכבות ה-photoresist בתהליך EUV הן כל כך דקות, שעוצמת האנרגיה של המיקרוסקופ האלקטרוני המשמש למדידת התהליך יכולה לעוות את התבניות.
"אנחנו נערכים להשקת מערכת VeritySEM חדשה עבור תהליכי EUV. פיתחנו טכנולוגיה בעלת אנרגיה נמוכה אשר מקטינה למינימום את ההפרעה ל-photoresist אולם משפרת את הרזולוציה של התמונה המתקבלת. מספר לקוחות כבר משתמשים במערכת הזאת כדי להבטיח עמידה במימדים הקריטיים (CD) בתהליכי EUV ובאחידות התבנית לפני המעבר לשלב הצריבה".
בניגוד לעבר, כיום תהליך יצירת המסיכות והעברתן לפיסת הסיליקון הוא מרובה-שלבים, ולצורך זה נעשה שימוש במערכת PROVision שהיא מהירה פי עשרה ממערכות SEM. אלא שבתהליכים החדשים, גם המיקרוסקופ האלקטרוני מקבל תפקידים חדשים. "האתגר הגדול ביותר בייצור ברמת EUV הוא הדיוק בהנחת השכבות אחת על השנייה. בעבר הדבר נעשה באמצעות מערכות אופטיות הבודקות מטרות אופטיות המשמשות לכיוונון ויישור המסיכות.
הרעיון שמאחורי 3D Patterning Control
"אבל במציאות החדשה, המטרות האופטיות גדולות פי 10 מהמבנים המיוצרים, בשעה שתהליכים חדשים כמו ריבוי חשיפות ומבנים תלת-מימדיים, מייצרים עיוותי Overlay. קיימת הסכמה בתעשייה שיש צורך במערכות eBeam אשר ישלימו את המערכות האופטיות, אולם התעשייה ממוקדת באיתור סטיות בכל שכבה בנפרד וניצול מערכות eBeam לביצוע תיקונים אופטיים ולא כדי לפתור את בעיות הליבה. אפלייד מטיריאלס מקדמת גישה שונה שאנחנו מכנים בשם 3D Patterning Control.
"היא נועדה לטפל בכל המקורות המייצרים עיוותי תבנית: העשרת תהליך היישור הסטנדרטי באמצעות הוספת מרכיב של מדידות eBeam, ביצוע מדידות עומק מאסיביות של מספר אתרי דגימה שונים על-גבי פרוסת הסיליקון, ואינטגרציה של מדידות 3D שונות אשר מתייחסות אל כל השכבות הקריטיות כאל מערכת אחת. מערכת PROVision eBeam החדשה פותחה במיוחד כדי לספק את הדרישות של 3D Patterning Control. היא כוללת אנרגיות גבוהות החודרות מבעד לשכבות רבות ואת טכנולוגיית Elluminator לקליטת אלקטרונים חוזרים (back-scattered) וליצירת תמונה חדה של מדדים ומימדים בהרבה שכבות בו-זמנית".
שני מסלולים מקבילים למיזעור שבבים
להערכת סגנית נשיא חטיבת השבבים באפלייד מטיריאלס, רגינה פריד, התעשייה מתקדמת בשני תהליכים נפרדים במקביל: הדרך הקלאסית של הקטנה פיסית של הטרנזיסטורים, ודרך חדשה שקיבלה את הכינוי Design Technology CoOptimization. "טכניקות DTCO מתמקדות בשיפור התכנון של השבב – המטרה היא לבצע תכנון חכם של אבני הבניין בתוך השבב כדי לקבל ביצועים משופרים, ללא קשר לתהליך הליתוגרפיה. על-פי ההערכה של לקוחותינו, בעתיד יהיה המיזעור אחראי לכמחצית מהשיפור, וייעול התכנון יהיה אחראי למחצית השנייה".
מכירות אפלייד ישראל: מיליארד דולר בשנה
חברת אפלייד מטיריאלס העולמית מעסיקה כ-27,000 עובדים בעולם. חטיבת הבדיקות ומטרולוגיה (PDC) פועלת מישראל במתכונת של חטיבה עצמאית, ומנוהלת על-ידי רפי בן עמי. בשנת 2021 הסתכמו מכירותיה בכ-1 מיליארד דולר. אפלייד מעסיקה כ-2,000 עובדים בישראל. בשנתיים האחרונות היא גייסה מאות עובדים חדשים, ומאז תחילת 2022 היא גייסה כ-200 עובדים נוספים. בסוף שנת 2021 הודיעה אפלייד על הגדלת ההשקעות שלה בארץ והקמת חדרים נקיים חדשים בשטח של כ-3,200 מ"ר בקמפוס החברה בפארק המדע ברחובות. הם מצטרפים לשטח ייצור קיים של כ-4,000 מ"ר.
פורסם בקטגוריות: חדשות , סמיקונדקטורס
פורסם בתגיות: אפלייד מטיריאלס , מטרולוגיה , סמיקונדקטורס , שבבים
