חטיבת Process Diagnostics and Control – PDC של חברת אפלייד מטיריאלס העולמית (Applied Materials), שהיא זרוע הפעילות הישראלית של החברה, הכריזה על פריצת דרך בתחום טכנולוגיית eBeam, המאפשרת לבצע הדמייה של השבב באמצעות שימוש בקרן אלקטרונים. הטכנולוגיה החדשה נקראת Cold Field Emission – CFE, ולהערכת החברה היא מאיצה פי עשרה את מהירות ההדמייה ומשפרת בכ-50% את רזולוציית התמונה של אלמנטים במימדים קטנים מ-1 ננומטר. הטכנולוגיה החדשה שולבה במערכת PrimeVision 10 לאיתור פגמים ובמערכת SEMVision G10 לאיפיון הפגמים, שתיהן מיוצרות בישראל.
טכנולוגיית eBeam משמשת לזיהוי ואיפיון פגמים שמפאת גודלם אינם ניתנים לזיהוי על-ידי מערכות אופטיות. כיום היצרניות מתמודדות עם צורך גובר לאתר פגמים המצויים גם מתחת לפני השטח, בעקבות המזעור באמצעות ליתוגרפיית EUV, והמעבר למבנים תלת מימדיים מורכבים, כמו אלה המשמשים למשל בייצור בטרנזיסטורי Gate All Around – GAA. עד היום התעשייה התבססה על מערכות eBeam (מיקרוסקופ אלקטרוני) מסורתיות המבוססות עקרון Thermal Field Emission -TFE אשר פועלות בטמפרטורה גבוהה של כ-1,500°C, אשר מגבילה את הרזולוציה של התמונה המתקבלת (ראו תמונה למעלה).
קרן אלקטרונים קרה
טכנולוגיית CFE, בניגוד אליה, פועלת בטמפרטורת החדר ולכן מאפשרת שימוש בקרן אלקטרונים צרה ובעלת ריכוז גבוה יותר של אלקטרונים ליחידת שטח. אולם עד היום טכנולוגיית CFE לא הייתה יציבה דיה עבור יישום מסחרי מכיוון שבטמפרטורת החדר הצטברו זיהומים במיקרוסקופ האלקטרונים, אשר גרמו לשיבושים בפעולתו. ראוי לציין שבמערכות TFE הקיימות, נהדפים הזיהומים האלה באופן אוטומטי עקב החום הגבוה. הצוות הישראלי התגבר על הבעיה באמצעות שתי פריצות דרך טכנולוגיות.
הראשונה היא שימוש בחומרים ייחודיים שפותחו עבור המערכת אשר מפחיתים את כמות המזהמים, ופעולה בתנאי ואקום עמוק (1×10-11 מיליבר), שהוא גדול בשניים-שלושה סדרי גודל מהוואקום הקיים במערכות TFE, וקרוב לרמת הוואקום הקיים בחלל החיצון. פריצת הדרך השנייה הינה תהליך אוטומטי לניקוי עצמי: גם בתנאי ואקום קיצוניים במיוחד עשויות להיווצר כמויות זעירות של שאריות גז שיפגעו בתפקוד המערכת. אפילו אם אטום בודד נצמד למקור ממנו נפלטים האלקטרונים, הוא עשוי לחסום חלקית את פליטתם, ולפגוע ביציבות פעולת המערכת.
אפלייד פיתחה תהליך ניקוי עצמי מחזורי המסיר מזהמים, ומאפשר ביצועים יציבים לאורך זמן. "הטמעה של טכנולוגית CFE בפסי ייצור היא ההתקדמות הגדולה ביותר בטכנולוגיית הדמיית ה-eBeam מזה עשרות שנים", אמר סגן נשיא קבוצת הדמייה ובקרת ייצור שבבים בחברה העולמית, קית' וולס. "עם הרזולוציה וצפיפות האלקטרונים הגבוהים ביותר בתעשייה, טכנולוגיית CFE החדשה מאפשרת ליצרניות השבבים לזהות במהירות פגמים שהם מעולם לא הצליחו לראות קודם לכן".
מרכז המו"פ והייצור הגדול ביותר מחוץ לארה"ב
חטיבת PDC פועלת מרחובות ומנוהלת על-ידי רפי בן עמי. זהו מרכז המו"פ והייצור הגדול ביותר של החברה מחוץ לארה"ב. כיום החטיבה מעסיקה כ-2,300 עובדים ואחראית על פיתוח וייצור מערכות לתחום בקרת ייצור השבבים, שהיא אחת מהפעילויות האסטרטגיות והחשובות של אפלייד מטיריאלס העולמית. להערכת חברת המחקר TechInsights, החטיבה מחזיקה בנתח של יותר מ-50% משוק מערכות ה-eBeam העולמי, ומכירותיה בתחום הסתכמו בכמיליארד דולר בשנת 2021.
בחודש אוגוסט 2022 העריך נשיא ומנכ”ל אפלייד מטיריאלס העולמית, גארי דיקרסון, שהכנסות החטיבה יעלו בכ-40% בשנת הכספים 2022, "הודות לאימוץ נרחב של מטרולוגיית eBeam ושל פלטפורמות אופטיות חדשות לבדיקת פרוסות סיליקון”.
