נובה הציגה מפת דרכים להתמודדות עם ההשפעה השלילית של שוק הזיכרונות

יצרנית ציוד הבדיקה והמטרולוגיה מרחובות, חברת נובה מכשירי מדידה (Nova), היא אחת הנפגעות הישראליות הבולטות מהמשבר המתפתח בשוק הזיכרונות העולמי. המשבר, שהביא לירידת מחירים של הרכיבים, התפתח לכדי ירידה בהיקף ההשקעות בציוד ייצור, והדבר בא לביטוי ישיר בתוצאות העסקיות של נובה. שוק הזיכרונות הוא שוק היעד המרכזי של נובה, וברבעון השני היווה כ-65% מהכנסותיה, כאשר יתר ההכנסות הגיעו מתחום חברות ייצור השבבים (Foundry).

התוצאה: ברבעון השני של 2019 ירדו מכירותיה בכ-10% בהשוואה לרבעון הראשון של השנה, והסתכמו ב-51.1 מיליון דולר. מדובר בירידה של כ-21% בהשוואה לרבעון השני של 2018. עם זאת, יש לציין כי ההכנסות תאמו את הגבול העליון של תחזית החברה, ועל כן השוק הגיב יחסית בחיוב לדו"ח. הרווח הנקי (על בסיס GAAP) הסתכם ב-6.5 מיליון דולר, בהשוואה ל-7.8 מיליון דולר ברבעון הקודם ו-11.8 מיליון דולר ברבעון המקביל אשתקד. שיעור הריווחיות ירד מ-58% ברבעון המקביל ב-2018 ל-55% ברבעון האחרון. לאור תחזית המכירות הרחבה של החברה לרבעון הבא, בטווח של 46-54 מיליון דולר, ניתן לצפות שמגמת הירידה במכירות עשויה להימשך גם ברבעון הבא.

בשיחת הוועידה שבעקבות פרסום הדו"ח הרבעוני, הסביר מנכ"ל ונשיא נובה, איתן אופנהיים, שהיקף ההשקעות בתעשיית השבבים מושפע מאוד מהירידה בהשקעות בשוק זיכרונות ה-DRAM וה-NAND.  "אנחנו צופים שהחולשה הנוכחית תשתפר במהלך 2020, בזכות שיפור ברמות המחירים והמלאים. לצד זאת, אנחנו מזהים שיפור בבביקוש לרכיבים לוגיים מצד קבלניות הייצור. זה אמנם לא בהכרח יקזז את הירידה בשוק הזכרונות, אך אנחנו נערכים להגברת המשלוחים של ציוד לקווי ייצור ב-5 וב-7 ננומטר ברבעון הרביעי" .

מפת הדרכים הטכנולוגית של נובה

החולשה בשוק הזיכרונות צפויה להימשך עוד מספר רבעונים. כדי להתמודד עם המצב הזה, החברה משקיעה כיום מאמצים בפיתוח מנועי צמיחה טכנולוגיים חדשים. בשיחת הוועידה הציג אופנהיים שורה של יעדים שנועדו למנף את הטכנולוגיה של נובה בתחום בקרת החומרים והמדידה האופטית.

אופנהיים: "מפת הדרכים שלנו כוללת שלושה מרכיבים: שילוב בין רגישות החומרה עם פתרונות למידת מכונה כדי לשפר את הלמידה והחיזוי, פיתוח שיטות מטרולוגיה שיאפשרו מדידה בקו הייצור במקום מדידה איטית ויקרה במעבדה, והשקעה אגרסיבית במטרה להוביל את תחום בקרת החומרים המסתמן כאחת ממגמות המעבר המרכזיות של השנה. אנחנו סבורים כי חשיבותה של בקרת החומרים תלך ותגדל עם הפיתוח של גיאומטריות חדשות (מיזעור)". 

שתי המלצות קנייה

למרות הירידה בהכנסות ברבעונים האחרונים, נובה קיבלה בסוף השבוע שתי המלצות קנייה מאנליסטים בבתי ההשקעות Stiefel ו-Lake Street. בשתי ההמלצות הדגישו האנליסטים כי למרות מגמת הירידה הנוכחית, נובה נמצאת בעמדה טובה לחזור למסלול הצמיחה בהמשך הדרך, וזאת לאור תמהיל הלקוחות המאוזן שלה, דריסת הרגל הגדולה שלה בשוק הזיכרונות בסין והמערכות החדשות שלה, אשר מיועדות לרכיבים מתקדמים בגיאומטריות החדשות של 7 ו-5 ננומטר.

Rigaku רכשה את XwinSys ממגדל העמק

בתמונה למעלה: מערכת הבדיקות ההיברידית Onyx מתוצרת אקסווינסיס

יצרנית ציוד המיכשור האנליטי היפנית ריגאקו (Rigaku Corporation) רכשה מחברת האחזקות הישראלית DYG Holdings, את חברת אקסווינסיס פיתוח טכנולוגי (XwinSys Technologies Development) ממגדל העמק. החברה פיתחה טכנולוגיית מטרולוגיה היברידית עבור תעשיית השבבים, המבוססת על שילוב של מספר טכנולוגיות בדיקה ומדידה: טכנולוגיית רנטגן (X-Ray), סריקה אופטית תלת-מימדית (optical 3D scanner) ושימוש במיקרוסקופ דו-מימדי (2D microscope).

סכום העיסקה לא נמסר, אולם ריגאקו מתכננת להשקיע בחברה כ-20 מיליון דולר בחמש השנים הבאות. בין השאר, החברה המעסיקה כיום 7 עובדים, מתכננת לקלוט בתקופה הקרובה כ-15 עובדים נוספים, בעיקר מתכנתים, פיסיקאים ומהנדסי יישומים. נשיא ומנכ"ל ריגאקו, היקארו שימורה, הסביר שהחברה החליטה להקים זרוע פיתוח בישראל. "רכישת אקסווינסיס עם הטכנולוגיה ההיברידית הייחודית שלה, היא צעד משמעותי בהתרחבות חטיבת המוליכים למחצה שלנו. היא תאפשר לנו להגיע לשווקים המאופיינים בדרישות טכנולוגיות קיצוניות".

יורוקונטרול נכנסת לישראל – ובורחת ממנה

העיסקה הזאת מלמדת כיצד ניתן לעתים להציל חברות גם כאשר מצבן נראה קשה מאוד. חברת אקסווינסיס הוקמה בשנת 2011 על-ידי דורון רייניס ומיכאל גפן מחברת BROSSH inspection system, ונמכרה בשנת 2012 לחברת Eurocontrol Technics הקנדית, שנכנסה לארץ באמצעות רכישתה ורכישת חברת Xenemetrix בשנת 2010, אשר פיתחה טכנולוגיית אנליזה של חומרים על בסיס X-Ray, וכן רכישת חברת Croptimal אשר מתמחה בחקלאות מדייקת.

שלושת החברות האלה נוהלו על-ידי המנכ"ל דורון רייניס ועל-ידי סמנכ"ל הכספים יואב אלון. בסוף 2018 החליטה יורוקונטרול לחסל את פעילותה בישראל מפני שהיא לא תרמה לריווחיות ורק גרמה להוצאות. בשלב הזה רייניס ואלון נכנסו לתהליך רכישת בעלות על-ידי ההנהלה (MBO). הם הקימו את חברת האחזקות DYG Holdings שקיבלה את הבעלות על שלוש החברות. יורוקונטרול לא מסרה מה היה היקף העיסקה (ואם בכלל היתה כרוכה בתשלום), אבל בספטמבר 2018 היא דיווחה לבורסה שבמידה והחברות יחזרו להיות ריווחיות, היא תקבל שיעור מהרווחים שלהן עד לסכום כולל של 4 מיליון דולר.

המוצרים החדשים ייצאו לשוק כבר בסוף 2019

תאגיד ריגאקו היפני הוקם בשנת 1951, וכולל קבוצת חברות המייצרות ציוד מדידה אנליטי לתעשייה ולפיתוח, המעסיקות ביחד כ-1,400 עובדים במזרח אסיה, באירופה ובארצות הברית. אקסווינסיס וריגאקו מתכננות לפתח ביחד ציוד חדש לאיפיון כשלים בתעשיית המוליכים למחצה. מנהל חטיבת ה-X-ray בריגאקו, ד"ר קיושי אוגאטה, מסר ששתי החברות יפתחו מערכות בדיקה עבור תהליכי ייצור שבבים, מארזי שבבים ורכיבי MEMS, אשר יתבססו על הטכנולוגיות של שתי החברות. "יישום הטכנולוגיות שפותחו באקסווינסיס ובריגאקו, יאפשר לנו להציג מערכת חדשה כבר בחודש דצמבר 2019", אמר.

 

נובה משיקה מערכת בדיקה אופטית חדשה

חברת נובה (Nova) מרחובות השיקה השבוע פתרון חדש למדידה אופטית המיועד לבדיקת שבבים המיוצרים בתהליכי הייצור המתקדמים כמו 7 ננומטר ומארזים מורכבים. מנובה נמסר כי המערכת, שפותחה בחטיבת המטרולוגיה של החברה, כבר סופקה למספר לקוחות קיימים של החברה.

תפקידן של מערכות מדידה (מטרולוגיה) בתעשיית הסמיקונדקטור היא למדוד את המבנה המיקרוסקופי והרכב החומרים של הטרנזיסטור במטרה לוודא את תקינות השבב וקו הייצור. הגיאומטריות החדשות, כמו 7 ננומטר, והמארזים המורכבים, שבהם מניחים מספר פרוסות סיליקון זו על גבי זו, מחייבות גם שימוש במערכות בדיקה ומדידה מדויקות יותר.

המערכת החדשה של נובה, Nova Prizm, משלבת אינטרפרומטריה ספקטרלית, המאפשרת מדידה אופטית של ממדים קריטיים, עם טכנולוגיה אופטית רב-ערוצית להפקת מידע ייחודי מהמדידה. בנובה מציינים כי מידע זה לא ניתן להפיק ממדידות בטכנולוגיות  המסורתיות למדידת ממדים קריטיים, וכי באמצעות ריבוי הערוצים האופטיים, מערכת ה-Prizm מציעה פתרון לרבים מהאתגרים בקווי ייצור השבבים המתקדמים.

ד"ר אודי כהן, מנהל החטיבה למטרולוגיה אופטית של נובה, המערכת החדשה מחזקת את היתרון התחרותי הטכנולוגי של החברה בתחום המטרולוגיה. "הפתרון החדש הוא פורץ דרך, ומספק מידע רב ערך המאפשר ללקוחותינו לייצר שבבים בטכנולוגיות המתקדמות ביותר, ביעילות ובאיכות הגבוהה ביותר."

תחזית הכנסות שלילית לרבעון השני

כיצרנית של מערכות בדיקה ומדידה נובה מושפעת מאוד מהמגמות הכלכליות בתעשיית השבבים. הנסיגה ברבעונים האחרונים בקצב הצמיחה בשוק הזיכרונות, שוק היעד המרכזי של נובה, מתחילה לבוא לידי ביטוי גם בתוצאותיה הכספיות של החברה. ברבעון הראשון של 2019 רשמה החברה ירידה של כ-10% בהכנסות ל-56.7 מיליון דולר, והיא צופה כי מגמה זו רק תחריף ברבעון השני, עם תחזית להכנסות של 45-53 מיליון דולר, המשקפת ירידה של כ-14-27% בהשוואה לרבעון השני של 2018.

העיסקה אושרה: כרומה תקבל 20% ממניות קמטק

עיסקת ההשקעה הגדולה בחברת קמטק (Camtek) ממגדל העמק אושרה על-ידי אסיפת בעלי המניות של חברת קמטק ועל-ידי הוועדה להשקעות זרות בארצות הברית (CFIUS). בעקבות קבלת האישורים, החברה מעריכה שעד סוף יוני 2019 יועברו 20% ממניותיה לידי חברת Chroma ATE הטאיוואנית, וזו תהיה רשאית למנות שני נציגים מטעמה בדירקטוריון של קמטק.

כרומה משקיעה במהלך 74 מיליון דולר באמצעות שתי עסקאות מקבילות. בעיסקה הראשונה היא תרכוש מפריורטק, בעלת השליטה בקמטק, כ-6.1 מיליון מניות בסכום של כ-58 מיליון דולר. בעקבות המהלך יירד משקלה של פריורטק לכ-24% ממניות קמטק. מיד לאחר מכן, כרומה מתכננת לרכוש 1.7 מיליון מניות שיונפקו על-ידי קמטק במחיר של 8.5 דולר למניה, ועל-ידי כך לבצע השקעה ישירה בחברה בהיקף של כ-16.15 מיליון דולר.

מטרת העיסקה: שיתוף פעולה טכנולוגי

בנוסף להסכם ההשקעה, כרומה וקמטק חתמו על הסכם שיתוף פעולה טכנולוגי שבמסגרתו תקבל כרומה זכויות שימוש בטכנולוגיית בדיקה תלת-ממדית של קמטק תמורת תמלוגים. כרומה תשתמש ביידע הזה עבור מוצרים שאינם מיועדים לשוק המוליכים למחצה. במקביל, שתי החברות מתכננות לשתף פעולה בפרוייקטים עתידיים בשוק המוליכים למחצה, שיתבססו על שילוב טכנולוגיות הבדיקה של שתיהן. כרומה שמרכזה בטאיוואן, היא קבוצה של חברות המפתחות ומספקות ציוד בדיקה ומדידה, מערכות מדידה אוטומטיות ובדיקות בשלב הייצור במגוון תחומים תעשייתיים. בשנת 2018 הסתכמו מכירותיה בכ-540 מיליון דולר.

העניין של כרומה בקמטק הוא טכנולוגי בעיקרו ולא פיננסי. קמטק נחשבת ליצרנית מובילה של ציוד בדיקה ומדידה לקווי ייצור של תעשיית השבבים, עם התמחות בשוק המארזים המתקדמים, זיכרונות, רכיבי CMOS Image Sensors, MEMS רכיבי RF ועוד. כרומה הגדירה את העיסקה בתור "השקעה אסטרטגית וברית לפיתוח פתרונות בדיקה ומטרולוגיה".

עבור קמטק יש לעיסקה מימד שיווקי מובהק: המנכ"ל רפי עמית, אמר כם חתימת ההסכם בחודש פברואר השנה, שהוא יחזק את נוכחותה של קמטק באסיה, ובמיוחד בטאיוואן. העיסקה בוצעה לפי הערכת שווי של 283.4 מיליון דולר. כיום היא נסחרת בבורסת נסד"ק לפי שווי שוק של 296.7 מיליון דולר. ברבעון הראשון של 2019 צמחו מכירות קמטק בכ-25% והסתכמו בכ-34 מיליון דולר.

KLA תשלב לימוד מכונה בציוד מדידה לייצור שבבים

בתמונה למעלה: קו הייצור של KLA במגדל העמק. צילום: Techtime

חברת KLA מפתחת בישראל דור חדש של ציוד מטרולוגיה לבדיקת איכות תהליך הייצור של שבבים, אשר משתמש ברשתות נוירוניות כדי להתגבר על מגבלות פיסיקליות של המערכת האופטית, במהלך הייצור של טרנזיסטורים מתקדמים. מנהל גוף פיתוח החומרה בחטיבת המטרולוגיה של KLA ישראל, ד"ר אדם בר, גילה ל-Techtime שהטכנולוגיה החדשה צפויה לצאת לשוק בשנת 2020 כאשר היא תשולב במערכות המדידה העתידיות: מערכת Archer TL 150 ומערכת Archer WT 750.

המערכות ממשפחת Archer מבצעות בדיקות Overlay במסגרת הבקרה השוטפת על תהליך ייצור השבב. בבדיקה הזו מבררים את רמת הדיוק שבה מונחות שכבות החומר הבונות את הטרנזיסטורים אחת על-גבי השנייה. החשיבות של המדידה נעשית קריטית יותר ככל שתהליכי הייצור מתקדמים, מכיוון שבהם גם הזחה זעירה של השכבות יכולה לגרום לתקלות חמורות בתיפקוד המעגל האלקטרוני. לדברי אדם בר, התעשייה נמצאת במצב שבו היא צריכה להתמודד עם מגבלות פיסיקליות, שלא ניתן להתגבר עליהן באמצעות שיפור סטנדרטי של המערכת האופטית.

אי-אפשר להתווכח עם הפיסיקה

אדם בר: "עד היום המערכות התמקדו בצמצום העיוותים של המערך האופטי, אולם הגענו למצב שבו חוסר השלמות האופטית נובע מחוסר שלמות של העדשות, ומעקרנות אי-הוודאות של הפיסיקה המודרנית. אי-אפשר לעקוף את הבעייה הזאת. לכן הרעיון שלנו מבוסס על ההנחה שמכיוון שהמערכת האופטית לא משתנה מרגע שהיא הופעלה, ומכניסה שגיאות קבועות למדידה, אז אם נלמד את העיוותים האלה נוכל גם לבטל אותם".

כדי לעשות זאת, מפתחת KLA בשנתיים האחרונות תהליך הכולל למידת מכונה. תחילה מתבצע תהליך למידה של קו הייצור באמצעות ביצוע מדידות מקיפות של פרוסות הסיליקון הראשונות, לימוד התוצאות באמצעות אלגוריתם מבוסס רשתות נוירוניות (Neural Networks Deep Learning), ואז הפעלת ההסקות באמצעות מכונות האוברליי במהלך הייצור הסדרתי.

ד"ר אדם בר. להכיר את הטעויות כדי לתקן אותן
ד"ר אדם בר. להכיר את הטעויות כדי לתקן אותן

"בשלב הראשון אנחנו לומדים את קו הייצור באמצעות מערכת מטרולוגיה ומערכת למדידת מימדים קריטיים (CD). במכונה שלנו יש מקור תאורה רציף בטווח המתחיל באור סגול (אורך גל של 400 ננומטר) ועד אינפרא אדום קרוב (כ-1,000 ננומטר). בזמן הלימוד סורקים את פרוסת  סיליקון (Wafer) בכל אורכי הגל, ובשילוב עם מדידות ה-CD מקבלים את תמונת המצב המדוייקת".

הייצור ייעשה בישראל

"בשלב הבא מכוונים את מערכת לימוד המכונה כדי שתאתר את אורך הגל המתאים ביותר, זה הנותן לנו את התוצאה המדוייקת ביותר בזמן הקצר ביותר (דבר המושפע מהרכב החומרים שממנו הווייפר נבנה וממספר השכבות המיוצרות), ואת אופי השגיאות שמערכת מייצרת, כדי שהיא תוכל לבטל אותן". הטכנולוגיה החדשה מפותחת בישראל בשיתוף פעולה עם קבוצת הבינה המלאכותית של החברה בפועלת בארצות הברית.

מערך החומרה פותח כולו בישראל, והמכונות ייוצרו במפעל החברה במגדל העמק ומשם ייצאו ללקוחות בכל העולם. החברה תציג דגם של המכונה החדשה בתערוכה שתתקיים בכנס OASIS בתל-אביב (1-2 אפריל 2019), כדי להראות חלק ממרכיבי המערך האופטי ומערך הבקרה שלה.

שיטת המדידה באמצעות התאבכות תוצג ב-OASIS

במקביל, תהיה בכנס גם הרצאה של ד"ר יורי פסקובר, שהוא מנהל את הפיתוח של אלמנטים קריטיים במכונות שייצאו לשוק בעוד שני דורות. הוא יציג טכנולוגיה של החברה לביצוע מדידות אוברליי באמצעות תבנית התאבכות משריג. מדובר בשיטה ש-KLA הכניסה לשוק בשנת 2013 ומיועדת לבצע מדידות בתהליכי ייצור של טרנזיסטורים שרוחב הצומת שלהם קטן מ-10 ננומטר.

השיטה מבוססת על מדידת תבנית התאבכות האור המגיע משני סריגים המונחים אחד מעל השני, ומוזחים אחד ביחס לשני. הסריגים מונחים באתרי מטרה בווייפר ומכונת המטרולוגיה מפענחת את תבנית ההתאבכות שלהם. "זוהי שיטה עקיפה משום שמדידת האוברליי מתקבלת מתוך תבנית ההתאבכות, אבל היא לא רגישה למיקוד (Focus) והרבה יותר מדוייקת. לכן היא מתאימה לתהליכי ייצור מתקדמים מאוד".

עוד על KLA ישראל: KLA

למידע נוסף על כנס OASIS והתערוכה המקצועית: http://oasis7.org.il

מאגד המטרולוגיה הישראלי מחפש מענה למהפיכת השבבים התלת-מימדיים

במבט מבחוץ, חוק מור בגרסתו המקורית יוצא מהמחזור. החוק המתייחס להכפלת מספר הטרנזיסטורים בשבבים מתקדמים בכל 18 חודשים, כבר כמעט ואינו מתקיים. המעבר לגיאומטריות קטנות כמו 7 ננומטר ו-5 ננומטר נעשה קשה יותר ודורש זמן פיתוח והיערכות ארוך מבעבר. אלא שהתעשייה מתפתחת במימדים נוספים, לא רק בגודל, ומציבה אתגרים חדשים בפני מערכות הבדיקה והמדידה בקווי הייצור ובמעבדות הפיתוח.

"השינויים בתעשיית ייצור השבבים מחייבים אותנו לפתח טכנולוגיות שהיה נדמה שהן בלתי אפשריות עד לאחרונה", הסביר ל-Techtime מנהל הטכנולוגיות ושיתופי הפעולה האסטרטגיים בחברת אפלייד מטיריאלס ישראל (PDC), ד"ר דורון משולח. "אנחנו רואים למשל שכבר היום יש מעבר למבנים תלת-מימדיים: יצרני זכרונות החלו לייצר מבנים הכוללים כמה עשרות תאי זיכרון אחד על השני וגם הטרנזיסטורים עצמם הפכו לתלת-מימדיים, עם הופעתם של טרנזיסטורי FinFET, במטרה להגדיל את מספרם בשטח נתון. כעת מדברים בתעשייה על ייצור של טרנזיסטורים ישירות אחד על-גבי השני.

"תעשיית המטרולוגיה (מדידה מדויקת ובקרת הייצור של שבבים מתקדמים) תצטרך לספק מענה להתפתחויות האלה. בישראל הדבר חשוב במיוחד, בזכות המעמד שלנו בתעשייה הזאת. ישראל היא מעצמה טכנולוגית עולמית בתחום המטרולוגיה לתעשיית השבבים, ואנחנו חייבים לשמור על המעמד הזה. המטרה של מאגד השבבים הישראלי MDM, היא לחקור ולבחון היתכנות טכנולוגית של רעיונות חדשים וטכנולוגיות תשתיתיות, שיאפשרו לתעשייה הישראלית להביא לשוק מוצרים חדשים ולשמור על מעמדה בתחום".

גם פיסיקאי וגם מנהל

ד"ר דורון משולח הצטרף לחברת אפלייד מטיריאלס ישראל (Applied Materials) בשנת 2002 לאחר שסיים את לימודי הדוקטורט בפיסיקה במכון וייצמן בתחום האופטיקה האולטרה-מהירה ואינטראקציה בין אור לחומר. במסגרת המחקר הוא פיתח ובנה מכשיר לייזר רב-עוצמה המייצר פולסים קצרים באורך של מספר פמטו-שניות ושיטות למדידה שלהם. במרכז הפיתוח והייצור הישראלי של אפלייד הוא עסק במחקר בסיסי וניהל קבוצת מחקר בתחום המיקרוסקופיה. בהמשך, שימש כמנהל מוצר והיה אחראי על ניהול מוצר מורכב לאיתור פגמים ולבקרת ייצור שבבים  אצל לקוח מרכזי.

מערכת VeritySEM של אפלייד מטיריאלס ישראל, המבצעת בדיקות של שבבי זיכרון תלת-מימדיים
מערכת VeritySEM של אפלייד מטיריאלס ישראל, המבצעת בדיקות של שבבי זיכרון תלת-מימדיים

לפני מספר חודשים הוא מונה לתפקיד מנהל הטכנולוגיות ושיתופי הפעולה האסטרטגיים של אפלייד מטיריאלס ישראל, אשר אחראית על פיתוח וייצור מערכות המטרולוגיה והבדיקה של החברה העולמית. הפעילות של החברה בישראל מתמקדת בעיקר שני תחומים מרכזיים: מכונות המבוססות על מיקרוסקופים אלקטרוניים המשמשות לאיפיון פגמים ולביצוע מדידות של גדלים קריטיים בתהליך הייצור של שבבים, ומכונות המבוססות על מיקרוסקופים אופטיים לסריקה מהירה של פרוסות סיליקון ומסכות ליתוגרפיה למציאת פגמים ובקרת תהליך הייצור וההדפסה של שבבים.

מיקרוסקופים אלקטרוניים הם בעלי רזולוציה גבוהה מאד אבל איטיים יחסית, ומערכות אופטיות הן מהירות מאוד אבל בעלות רזולוציה נמוכה יותר. לדברי משולח, נקודת העבודה האופטימלית בין הרזולוציה לבין המהירות נקבעת על-ידי כל לקוח בנפרד, בהתאם לצרכים הייחודיים שלו.

שיתוף פעולה ישראלי

מאגד השבבים הישראלי MDM – Multi Dimensional Metrology, התחיל לפעול בחודש יולי 2017, ובשבוע שעבר סיכם את שנת הפעילות הראשונה שלו בכנס טכנולוגי של חברי המאגד. המאגד עוסק במחקר ופיתוח טכנולוגיות מדידה ובקרת תהליכים בתעשיית השבבים, המבוססות על היתוך מידע המגיע ממקורות רבים, תוך כדי שיתופי פעולה בין החברות והאקדמיה. הוא הוקם ביוזמת חברת אפלייד מטיריאלס ישראל (Applied Materials Israel)  ויו"ר המאגד היום הוא ד"ר משולח. היו"ר המקים של המאגד היה יורם עוזיאל שפרש לאחרונה מהחברה.

המאגד פועל במסגרת תוכנית מגנ"ט ברשות החדשנות. החברות המשתתפות במאגד הן אפלייד מטיריאלס ישראל מרחובות, NOVA Measuring Instruments מרחובות המספקת ציוד למדידת מדדים קריטיים בטכנולוגיות אופטיות ואחרות, חברת Bruker (לשעבר ג'ורדן ואלי) המפתחת מערכות מטרולוגיה מבוססות X-ray, חברת El-Mul מנס ציונה המייצרת גלאים לתעשיית הננו-אלקטרוניקה וגם חברת אינטל.

 

המבנה התלת-מימדי של טרנזיסטור FinFET
המבנה התלת-מימדי של טרנזיסטור FinFET

משתתפים נוספים הם חברת Nanomotion  מיוקנעם המפתחת מערכות שינוע בדיוק ננומטרי, חברת Nanonics Imaging הירושלמית המספקת טכנולוגיות מדידה מדויקות באמצעות קירבה אל המשטח הנמדד (Atomic Force Microscope),  וחברת המחשבים Dell EMC. קבוצות המחקר האקדמיות המשתתפות במאגד מגיעות מהטכניון, מאוניברסיטת בן-גוריון, מאוניברסיטת תל-אביב, מאוניברסיטת בר-אילן מהאוניברסיטה העברית וממכון וייצמן למדע.

ארבעת עמודי התווך של תעשיית המטרולוגיה העתידית

משולח: "במאגד פועלות ארבע קבוצות עבודה המפתחות את הטכנולוגיות של הדור הבא, שיאפשרו לתעשיית המטרולוגיה הישראלית לשמור על היתרון שלה בשוק הזה. הקבוצה הראשונה חוקרת שיטות חדשות לאפיון וניתוח חומרים המשמשים בתעשיית השבבים. המטרה היא לקבל מידע כמו המבנה הפנימי של פרוסת הסיליקון במהלך הייצור, ותכונות כמו סוג החומר ומבנה השכבות. פיתוח כזה יאפשר לנו לספק יכולות חדשות באמצעות מדידות לא הרסניות.

"קבוצת העבודה השנייה בודקת שיטות חדשות להדמייה של מבנים על פרוסת הסיליקון. המחקר מתבצע בשילוב מגוון שיטות, כמו קרני רנטגן, מיקרוסקופיה אלקטרונית, מיקרוסקופיה של שדה קרוב, מערכות אופטיות ועוד. אנחנו מחפשים דרכים חדשות לאתר פגמים בייצור. רעיון שאנחנו בודקים הוא שילוב מידע המגיע ממספר שיטות מדידה שונות, בכדי  לקבל תובנות חדשות ומידע חדש על הפרוסה. בעולם האופטי, למשל, אנחנו מנסים לעצב את כתם האור הפוגע בפרוסת הסיליקון, באופן שתיווצר אינטראקציה טובה יותר בין האור ובין החומר. אנחנו גם בודקים היתכנות למקורות אור חדשים באורכי גל קצרים, כמו למשל, 100-200 ננומטר, מתוך מטרה לקבל רזולוציה גבוהה בקרינה שאינה הרסנית".

ארכיטקטורות מחשוב חדשות

"קבוצת העבודה השלישית מתמקדת באלגוריתמיקה וארכיטקטורות תוכנה לעיבוד המידע. אנחנו חוקרים מספר תחומים במקביל כדי לשפר את יכולות הסיווג האוטומטית של פגמים המתגלים על הפרוסה, כדי להבין טוב יותר את אופי הפגמים והסיבות למקורם. במסגרת הזאת אנחנו בודקים רעיונות כמו שילוב בין סנסורים המאפשרים להשתמש במידע קיים ושאינו מנוצל, שימוש בטכנולוגיות Big Data כדי למצוא קשרים בין מדידות מסוגים שונים וגם חוקרים ארכיטקטורות מחשוב חדשות: למשל, כיצד לאסוף את המידע המגיע ממספר מכונות שונות בקו הייצור וכיצד לנהל את כל המידע הזה.

"קבוצת העבודה הרביעית מתמקדת בהיבטים מערכתיים מכניים. צריך לזכור שככל שקטן גדלו של הטרנזיסטור, יש צורך במערכות בעלות יציבות והדירות מכנית גבוהה ביותר.  אנחנו בודקים את ההיתכנות של רעיונות חדשים, כמו למשל הכנסת מיקרוסקופ מסוג AFM מהיר מאוד אל קו הייצור עצמו, והדבר מחייב מערכות מכניות מדוייקות ויציבות ברמה של תת-ננומטר. פעילות המאגד מאפשרת לקדם גם חברות קטנות ובינוניות, וכן להגדיל את מאגר כוח האדם בישראל העוסק במטרולוגיה ולחשוף אליו סטודנטים וחוקרים מהאקדמיה".