應材展示最新晶片檢測設備，適用 2 奈米以下先進晶片、高密度 DRAM

應用材料（Applied Materials）於週四（20 日）展示最新檢測設備 SEMVision H20，該系統運用兩項重大創新，能以極高的精確度分類缺陷，並提供結果的速度比現今最先進技術快 3 倍。

首先，第一個創新是該設備配備應材第二代「冷場發射」（CFE）技術。

應材指出，公司的「冷場發射」技術是電子束（eBeam）成像領域的突破，實現次奈米解析度以辨識最微小的深層缺陷。在常溫下運作，CFE 能產生更窄的電子束並容納更多電子，相比 TFE 技術，CFE 技術的奈米級影像解析度提高多達 50%，成像速度快高達 10 倍。

隨著 SEMVision H20 的推出，應材引入第二代 CFE 技術，在維持業界最高靈敏度和解析度的同時，提供更快的處理速度。更快的成像速度可增加晶圓上的檢測覆蓋範圍，讓晶片製造商以三分之一的時間收集相同資訊量，意味提供快三倍的分析速度。

應用材料總監 Mansoo Jang 在 Semicon Korea 的記者會上表示，第二代 CFE 速度也比 2022 年發表的第一代快兩倍。與 TFE 相比，CFE 使用更多電子來形成更窄的光束，使光束能深入晶片內部並檢查最底層的表面。

再來，這款設備使用深度學習 AI 技術，能自動從誤報的缺陷中擷取真實缺陷。應材的專有深度學習網絡不斷從晶圓廠的數據中進行訓練，並將缺陷分類為空隙、殘留物、刮痕、微粒及數十種其他缺陷類型分佈，實現更準確、有效率的缺陷表徵。

Jang 指出，這類技術對於 2 奈米以下的先進製程邏輯晶片所需的複雜 3D 結構變化至為關鍵，包括新型環繞式閘極電晶體以及高密度 DRAM 及 3D NAND 記憶體的形成。

事實上，電子束成像長期以來一直是重要的檢測工具，可看到光學技術無法看到的微小缺陷。其超高解析度能在數十億組奈米級電路圖形中分析最微小的缺陷。傳統上會使用光學技術掃描晶圓以檢測潛在缺陷，再使用電子束對這些缺陷作更進一步的特徵分析。不過隨著「埃米時代」的到來，最小晶片的厚度可能只有幾個原子厚，讓辨識真正缺陷和誤報變得越來越困難。

在現今最先進的節點上，光學檢測會生成更密集的缺陷分布圖，這可能需要交付比原本數量多 100 倍的疑似缺陷，讓電子束檢測。因此，製程控制工程師越來越需要能夠在保持大量生產所需速度和靈敏度的同時，可分析急劇增加樣本的缺陷檢測系統。

Jang 指出，隨著晶片製造商採用更先進的製程，電子束的應用領域也不斷擴大。此外，深度學習 AI 演算法的應用也使速度提升三倍。他認為，該設備不僅提供速度，還能分析趨勢，找出真正的缺陷，最終有助於提高晶片製造商的良率。

這款設備是在去年推出，目前已被領先的邏輯及記憶體晶片製造商採用，並應用於新興技術節點。

應材影像與製程控制事業群副總裁 Keith Wells 指出，「新型 SEMVision H20 系統使世界領先的晶片製造商在檢測工具提供的海量數據中，從雜訊中分離出有用的訊號。我們的系統結合先進的AI 演算法與創新電子束技術的卓越速度及解析度，能迅速辨識深藏在 3D 裝置結構中的最小缺陷，提供更快速、更準確的檢測結果，進而改善晶圓廠的生產週期和良率」。