2021年3月16日，加利福尼亞州圣克拉拉——應用材料公司今天宣布其在工藝控制方面的重大創(chuàng)新，基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術，該項創(chuàng)新可助力半導體制造商在技術節(jié)點的全生命周期內加速節(jié)點進步、加快盈利時間并創(chuàng)造更多利潤。
半導體技術正變得日益復雜而昂貴，縮短先進技術節(jié)點研發(fā)和產能增長所需的時間，對全球芯片制造商而言價值數(shù)十億美元。隨著線寬的不斷縮小，曾經(jīng)無害的微小顆粒變成影響良率的缺陷，使得檢測與缺陷校正的難度日益增加，而應對此問題的能力就是制勝關鍵。同樣地，3D晶體管的形成和多重工藝技術也帶來了細微變化，導致降低良率的缺陷成倍增加，而解決這些既棘手又耗時的缺陷正是這一技術攻關的核心所在。
應用材料公司正憑借工藝控制的“新戰(zhàn)略”，將大數(shù)據(jù)和人工智能技術的優(yōu)勢融入到芯片制造技術的核心，以應對這些挑戰(zhàn)。該解決方案包括三個組成部分，較之于傳統(tǒng)方式，其實時協(xié)同工作能夠更快速、精準和經(jīng)濟地發(fā)現(xiàn)缺陷并將其分類。這三個部分是：
新型Enlight?光學晶圓檢測系統(tǒng)：經(jīng)過五年的發(fā)展，Enlight系統(tǒng)結合業(yè)界領先的檢測速度、高分辨率和先進光學技術，每次掃描可收集更多對良率至關重要的數(shù)據(jù)。Enlight系統(tǒng)架構提升了光學檢測的經(jīng)濟效益，使得捕捉每片晶圓關鍵缺陷的成本較其它同類的檢測方式降低三倍。通過顯著的成本優(yōu)化，Enlight系統(tǒng)能夠讓芯片制造商在工藝流程中增加更多檢測點。由此產生的大數(shù)據(jù)可用性增強了“在線監(jiān)控”，這是一種統(tǒng)計學工藝控制方法，可在良率出現(xiàn)偏差之前對其進行預測，立即檢測出偏差，從而停止晶圓加工以確保良率，同時迅速追溯缺陷的根本原因，快速校正并繼續(xù)進行大規(guī)模量產。
新的ExtractAI技術：由應用材料公司數(shù)據(jù)科學家開發(fā)的ExtractAI技術解決了最艱巨的晶圓檢測問題，即：從高端光學掃描儀產生的數(shù)百萬個有害信號或“噪音”中，迅速且精確地辨別降低良率的缺陷。ExtractAI技術是業(yè)界獨有的解決方案，可將由光學檢測系統(tǒng)生成的大數(shù)據(jù)與可對特定良率信號進行分類的電子束檢測系統(tǒng)進行實時連接，從而推斷Enlight系統(tǒng)解決了所有晶圓圖的信號，將降低良率的缺陷與噪音區(qū)分開來。ExtractAI技術十分高效，它能夠僅憑借對0.001%樣品的檢測，即可在晶圓缺陷圖上描繪所有潛在缺陷的特征。這樣我們可以獲得一個可操作的已分類缺陷晶圓圖，有效提升半導體節(jié)點發(fā)展速度、爬坡和良率。人工智能技術在大規(guī)模量產期間能夠適應和快速識別新的缺陷，隨著掃描晶圓數(shù)量的增多，其性能和效率也在逐步提升。
SEMVision?電子束檢測系統(tǒng)：SEMVision系統(tǒng)是世界上最先進和最廣泛使用電子束檢測技術的設備。基于行業(yè)領先的分辨率，SEMVision系統(tǒng)通過ExtractAI技術對Enlight系統(tǒng)進行訓練，對降低良率的缺陷進行分類，并將之與噪音進行區(qū)分。Enlight系統(tǒng)、ExtractAI技術和SEMVision系統(tǒng)的實時協(xié)同工作，能夠幫助客戶在制造流程中識別新的缺陷，從而提高良率和利潤。大量安裝使用的SEMVision G7系統(tǒng)已實現(xiàn)了和新型Enlight系統(tǒng)和ExtractAI技術的兼容。
VLSIresearch董事長兼首席執(zhí)行官丹·哈奇森表示：“30多年來，晶圓廠工程師一直致力于解決如何快速并精確地從噪音中區(qū)分出降低良率的缺陷。搭載ExtractAI技術的應用材料公司Enlight系統(tǒng)是解決該項挑戰(zhàn)的突破性產品。由于系統(tǒng)用的越多，人工智能會被訓練的越聰明，隨著時間推移，它能夠提升芯片制造商每片晶圓的利潤。”
應用材料公司集團副總裁兼成像與工藝控制事業(yè)部總經(jīng)理基斯·威爾斯表示：“應用材料公司工藝控制‘新戰(zhàn)略’融合了大數(shù)據(jù)和人工智能，提供了一種智能且具有適應性的解決方案，可以幫助客戶節(jié)省時間，實現(xiàn)良率最大化。結合應用材料公司一流的光學檢測和電子束檢測技術，我們推出了業(yè)內獨有的智能解決方案，它不僅能夠檢測并對降低良率的缺陷進行分類，還可以實時學習和適應工藝變化。這項獨特功能可使芯片制造商更快攻關新技術節(jié)點爬坡時間，在整個工藝生命周期內高效捕捉降低良率的缺陷。”
采用ExtractAI技術的新型Enlight系統(tǒng)是應用材料公司有史以來成長最快的檢測系統(tǒng)，該款產品已被運用于客戶在全球領先的代工廠邏輯節(jié)點生產中。20多年來，SEMVision系統(tǒng)始終是業(yè)界領先的電子束檢測設備，已有超過1500臺設備遍布于全球的客戶晶圓廠內。