半導體隨機性 （stochastics） 誤差量測解決方案提供商 Fractilia 指出，在最先進的製程節點中，由於不受控制的隨機性圖案變異導致良率下降及生產進程延誤，製造商的每間晶圓廠損失高達數億美元。這些影響甚鉅的變異為 「隨機性」，如今已成為先進製程節點量產 （high-volume manufacturing，HVM） 階段達到預期良率的最大阻礙。
對此，Fractilia 的分析帶來完整的解決藍圖，透過結合精準量測、基於機率的製程控制與具備隨機性思維的設計策略，協助業界挽回這些原本無法實現的價值。Fractilia 技術長 Chris Mack 對此表示，隨機性變異導致先進製程技術無法順利量產，此延誤造成的半導體產業損失高達數十億美元。
然而，傳統的製程控制方法無法有效解決這些隨機性影響。縮減隨機性落差 （stochastics gap） 必須採取完全不同的方法，而元件製造商也需要驗證並導入這些新方法，才能成功將先進製程技術應用於大量生產。事實上，隨機性限制了現今電子產業的成長。
Fractilia 表示，在研發階段可成功圖案化的臨界尺寸，與在量產時能穩定符合先前預期良率的臨界尺寸之間出現了落差。這種解析度落差主要來自隨機性變異，即半導體微影中分子、光源，甚至是材料與設備的原子所造成的隨機性變異。與其他形式的製程變異不同，隨機性變異是製程中所用材料與技術的固有特性，因此必須使用有別於現行製程控制方法的機率分析來解決。
Mack 強調，Fractilia 看到客戶在研發階段製作出僅 12 奈米的高密度結構，但一進入生產階段，隨機性錯誤就會影響良率、效能與可靠度，無法達到可接受的標準。這情況在過去，隨機性變異對量產的良率影響並不大，因為當時隨機性效應相較於關鍵臨界尺寸的影響較小，隨機性缺陷引發良率損失的機率也低。然而，隨著極紫外光 （EUV） 和高數值孔徑極紫外光 （High-NA EUV） 技術的應用大幅提高微影能力，隨機性變異在先進製程誤差的容許範圍中佔據更高比例。
所幸，隨機性落差並非固定不變，Fractilia 詳細分析導致隨機性落差的原因並提出解決方案，包括具備隨機性思維的元件設計、材料改良與具備隨機性思維的製程控制等。Mack 進一步指出，隨機性落差是整個產業共同面臨的問題，不過只要以精準的隨機性量測技術為起點，我們就能夠化解和控制這個問題。目前，該項解決方案也不僅用於邏輯晶片的生產，也進一步在 DRAM 記憶體晶片上來使用。
(首圖來源：Fractilia 提供)
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