Fractilia白皮書闡述問題範圍並提供實現量產解方
致力於先進半導體製造中隨機性(stochastics)誤差量測與控制解決方案的領導業者 Fractilia 於最新發表的白皮書指出,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 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。」
這份白皮書是業界首次以解析度的角度分析隨機性效應帶來的影響。
隨機性落差
在研發階段可成功圖案化的結構尺寸,與在量產時能穩定符合先前預期良率的結構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 指出:「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。」
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結構尺寸的影響較小,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 在其官網發佈的白皮書中,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 強調:「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。」