想要的:多波束电子束检查

集成电路产业正在大步从平面设备一系列新一代架构,如3 d NAND和finFETs。但它是时间超过预期,加大市场的这些新技术。和挑战,预计下一轮的芯片。

很难找到确切的3 d NAND和finFETs问题。在制造业方面,有许多技术困难的过程步骤。光刻,刻蚀和沉积是明显的挑战,但另一个技术也变得越来越difficult-wafer检查。

检查,发现缺陷的科学晶片,正变得越来越有挑战性和昂贵的在每一个节点。这是由于收缩过程,设计复杂性和新材料。此外,检测sub-30nm缺陷的能力是挑战与今天的检验工具,主要是基于两个独立的科技光和电子束。

“小缺陷检测变得非常困难,”Lior恩格尔说,副总统的战略营销过程诊断和控制业务单位在应用材料。“光可能无法发现足够的前进。电子束可以检测,但它是非常缓慢。所以,这个行业可能需要别的东西。”

事实上,应用材料,爱马仕维视,Maglen、多波束、Sematech等分别追求可能是下一个大事件过程中control-multi-beam电子束检查。在理论上,这种技术可以检测缺陷2 nm,它比传统的电子束检验要快得多。

多波束电子束检查也是复杂和技术可能永远不会飞。但如果多波束检查确实成功了,第一个工具可以出现在2015年末或2016年初。即便如此,多波束检验不会取代传统的光学和电子束工具。“我们不认为技术将会赢,”恩格尔说。“客户需要技术的结合来做基本检验工厂。”

感兴趣的缺陷
晶片检查,预计将在2014年24亿美元的业务,是一个简单的概念。“你必须找到感兴趣的我们称之为DOI或缺陷。你必须做到足够快以合理的价格,”他说。“在检查过程本身,你拍照的死亡。你拿另一种死,你比较他们的照片。如果你看到一个改变,通常一个缺陷”。

工厂,芯片制造商通常使用三种基本类型的晶片检查工具technologies-brightfield,暗视野和电子束。流,芯片制造商首先使用电子束检查,主要用于工程分析。电子束可以找到最小的缺陷,但是吞吐量是太慢了把这些工具进入生产流程。

Optical-based暗视野和brightfield检验工具是用于生产流程。反射的光暗视野检查是测量在一个较低的角度。用于晶体管制造过程中发现的缺陷,brightfield收集从一个缺陷光反射。反过来,缺陷出现黑白色背景。

在整个工厂流程,有众多的流程步骤。“我买不起来衡量每一个流程步骤,”布赖恩说Trafas, KLA-Tencor首席营销官。“我要做的是选择也许20检验点工具,看看我有什么缺陷问题。”

从那里,山的复杂性。在的挑战的一个例子,在晶片检查工具可能会发现缺陷。系统也可能发现什么通常被称为是一种令人讨厌的东西。简而言之,讨厌是一个不规则或假缺陷晶片,但不感兴趣的一个缺陷。

在过去,一个工具可以处理信息和描述的区别缺陷和地图上的滋扰。但在更高级的节点,滋扰和缺陷似乎是在地图上被捆绑在一起。它变得越来越难以区分两者之间的差异。

还有其他挑战今天的检验工具,通过视线,发现缺陷。“在一个平面设备,您可以看到每一个缺陷。与3 d设备缺陷越来越嵌入。你没有这些缺陷的视线,“应用恩格尔说。“此外,芯片制造商也想把尽可能多的东西芯片。你可能SRAM,嵌入式DRAM和密集的逻辑。当你光与光装置,收集它,每一个行为可能会有所不同。最重要的是,有越来越多的材料。所以你可能错过缺陷。”

光学到永远吗?
使用193纳米光源,brightfield主力技术在工厂检查。一般来说,optical-based检查可以很容易的找到缺陷降到30 nm。光的灰色区域是介于20至10 nm,但是技术被拉伸到极限低于10 nm,据专家。但与流行的看法相反,brightfield不是黔驴技穷了。“我们有一些公司告诉分析师,光学检查,“KLA-Tencor的Trafas说。“这是不会消失。”

将光学、应用材料和KLA-Tencor继续升级各自的工具与光明的来源,更好的目标,更快的传感器和新的软件。“如果你正确优化光学工具,和扩展其功能,有那么多学习你可以得到它,”Trafas说。

同时,KLA-Tencor和爱马仕维视卖单光束,电子束在市场检查系统。电子束检验敏感性下降到3海里。“电子束检查有一个地方,”Trafas说。“你可以用电子束做细的决议,但问题是吞吐量。如果我想检查一个完整的模具合格新面具,用电子束检验需要7天。要花一个小时在一个光学检查工具。也就是说,有一个电子束。我可以做一些非常有趣的电压与电子束检查对比研究。”

多波束的救援
在电子束检查提高吞吐量,业界正致力于一种技术,利用多光束。如果供应商可以把这些工具从实验室到工厂,多波束电子束检查有可能取代brightfield,单梁电子束,尖端的缺陷检测。“多波束检查可能是行业的重大变化,”Michael Lercel说高级总监和首席技术专家在Sematech,半导体研发组织追求多波束检查。“但是,当然,低分辨率的东西会保持光。”

有异同多波束检验和多波束直写光刻应用程序。在这两种情况下,多波束技术是具有挑战性的。列的电子往往相互干扰,影响系统的性能。“让梁表面的基本原理是相同的,但是检查比直写不同的应用程序,“Lercel说。“在电子束直写,你让梁表面然后你写的模式。在多波束检查,您需要的二次电子,或背散射电子,从采样区域。这是比较困难的部分。最简单的部分是你不需要空白的光束像直写。”

在多波束检验,有几种类型的approaches-multiple梁;多个列和多目标透镜;多个列和简略的镜头;和微型列。“这是太早说什么是最好的选择,“Lercel说。“但基本上有两大类。你有迷你列。一个迷你列可以一英寸左右,你整个晶片阵列。然后,你可以去多波束的方法在单个列。”

最重要的是,一个给定的工具有梁计算的范围。“在Sematech,我们正在考虑这是一个颠覆性的技术,”他说。“我们正在考虑许多束技术可伸缩,至少数百人,如果没有成千上万的光束。光束仍保持单梁系统的分辨率。其他公司正在考虑并行技术,涉及几束。”

例如,在研发实验室,应用材料正在开发一个多列技术,可以更少的梁。“我们知道怎么做,”恩格尔说。“10000左右梁而言,没有一个是。这是七年。”

另一个公司,爱马仕维视,一直在开发多列包含了16梁的技术。这家台湾公司希望推出业界第一个多波束检验工具,这将出现在2015年底或2016年初。

同时,Maglen新加坡创业,也希望进入这个市场。一岁大的公司正在开发一种模块化、2 d多列数组。说:“我们的目标是部分晶片检查托尼·罗Maglen的创始人。

Maglen数组包含69列,其中每个对齐到死。技术是基于永磁透镜阵列,使决议2 nm。这有别于传统coil-based磁多列的方法,降低了系统的性能,根据Maglen。

不过,它需要数百万美元开发这样一个工具。Maglen本身是目前寻找资金,但风险投资已近枯竭集成电路设备行业。启动也寻找一个合作伙伴来帮助其技术商业化,根据罗。

然而,创业面临着一场艰苦的战斗。“很难创业支持今天,”David Lam说,风险资本家和多波束主席多波束技术的开发人员。多波束本身主要集中在光刻技术市场,尽管该公司开发了一种多波束检测技术。基于mini-column方法,多波束阵列包括大约88列。测量直径22毫米和125毫米高,每一列都有自己的来源、探测器和控制器。

cross-wafer检验的技术能力,根据Lam说,谁哭需要多波束市场的检验。“在30海里以上,光可以做这项工作,”他说,“但是这个行业需要高通量,sub-20nm检查。多波束电子束检验是一个可行的解决方案。这只是一个时间问题我们在市场上看到这项技术。”