2021年3月16日，加利福尼亞州圣克拉拉——應(yīng)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(shù)，該項(xiàng)創(chuàng)新可助力半導(dǎo)體制造商在技術(shù)節(jié)點(diǎn)的全生命周期內(nèi)加速節(jié)點(diǎn)進(jìn)步、加快盈利時(shí)間并創(chuàng)造更多利潤(rùn)。
半導(dǎo)體技術(shù)正變得日益復(fù)雜而昂貴，縮短先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)研發(fā)和產(chǎn)能增長(zhǎng)所需的時(shí)間，對(duì)全球芯片制造商而言價(jià)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(cè)與缺陷校正的難度日益增加，而應(yīng)對(duì)此問題的能力就是制勝關(guān)鍵。同樣地，3D晶體管的形成和多重工藝技術(shù)也帶來了細(xì)微變化，導(dǎo)致降低良率的缺陷成倍增加，而解決這些既棘手又耗時(shí)的缺陷正是這一技術(shù)攻關(guān)的核心所在。
應(yīng)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(shù)的優(yōu)勢(shì)融入到芯片制造技術(shù)的核心，以應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。該解決方案包括三個(gè)組成部分，較之于傳統(tǒng)方式，其實(shí)時(shí)協(xié)同工作能夠更快速、精準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)地發(fā)現(xiàn)缺陷并將其分類。這三個(gè)部分是：
新型Enlight?光學(xué)晶圓檢測(cè)系統(tǒng)：經(jīng)過五年的發(fā)展，Enlight系統(tǒng)結(jié)合業(yè)界領(lǐng)先的檢測(cè)速度、高分辨率和先進(jìn)光學(xué)技術(shù)，每次掃描可收集更多對(duì)良率至關(guān)重要的數(shù)據(jù)。Enlight系統(tǒng)架構(gòu)提升了光學(xué)檢測(cè)的經(jīng)濟(jì)效益，使得捕捉每片晶圓關(guān)鍵缺陷的成本較其它同類的檢測(cè)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(cè)點(diǎn)。由此產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)可用性增強(qiáng)了“在線監(jiān)控”，這是一種統(tǒng)計(jì)學(xué)工藝控制方法，可在良率出現(xiàn)偏差之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)，立即檢測(cè)出偏差，從而停止晶圓加工以確保良率，同時(shí)迅速追溯缺陷的根本原因，快速校正并繼續(xù)進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)。
新的ExtractAI技術(shù)：由應(yīng)用材料公司數(shù)據(jù)科學(xué)家開發(fā)的ExtractAI技術(shù)解決了最艱巨的晶圓檢測(cè)問題，即：從高端光學(xué)掃描儀產(chǎn)生的數(shù)百萬個(gè)有害信號(hào)或“噪音”中，迅速且精確地辨別降低良率的缺陷。ExtractAI技術(shù)是業(yè)界獨(dú)有的解決方案，可將由光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)生成的大數(shù)據(jù)與可對(duì)特定良率信號(hào)進(jìn)行分類的電子束檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)連接，從而推斷Enlight系統(tǒng)解決了所有晶圓圖的信號(hào)，將降低良率的缺陷與噪音區(qū)分開來。ExtractAI技術(shù)十分高效，它能夠僅憑借對(duì)0.001%樣品的檢測(cè)，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(gè)可操作的已分類缺陷晶圓圖，有效提升半導(dǎo)體節(jié)點(diǎn)發(fā)展速度、爬坡和良率。人工智能技術(shù)在大規(guī)模量產(chǎn)期間能夠適應(yīng)和快速識(shí)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(cè)系統(tǒng)：SEMVision系統(tǒng)是世界上最先進(jìn)和最廣泛使用電子束檢測(cè)技術(shù)的設(shè)備。基于行業(yè)領(lǐng)先的分辨率，SEMVision系統(tǒng)通過ExtractAI技術(shù)對(duì)Enlight系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)降低良率的缺陷進(jìn)行分類，并將之與噪音進(jìn)行區(qū)分。Enlight系統(tǒng)、ExtractAI技術(shù)和SEMVision系統(tǒng)的實(shí)時(shí)協(xié)同工作，能夠幫助客戶在制造流程中識(shí)別新的缺陷，從而提高良率和利潤(rùn)。大量安裝使用的SEMVision G7系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了和新型Enlight系統(tǒng)和ExtractAI技術(shù)的兼容。
VLSIresearch董事長(zhǎng)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(shù)的應(yīng)用材料公司Enlight系統(tǒng)是解決該項(xiàng)挑戰(zhàn)的突破性產(chǎn)品。由于系統(tǒng)用的越多，人工智能會(huì)被訓(xùn)練的越聰明，隨著時(shí)間推移，它能夠提升芯片制造商每片晶圓的利潤(rùn)。”
應(yīng)用材料公司集團(tuán)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(yīng)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(yīng)性的解決方案，可以幫助客戶節(jié)省時(shí)間，實(shí)現(xiàn)良率最大化。結(jié)合應(yīng)用材料公司一流的光學(xué)檢測(cè)和電子束檢測(cè)技術(shù)，我們推出了業(yè)內(nèi)獨(dú)有的智能解決方案，它不僅能夠檢測(cè)并對(duì)降低良率的缺陷進(jìn)行分類，還可以實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)和適應(yīng)工藝變化。這項(xiàng)獨(dú)特功能可使芯片制造商更快攻關(guān)新技術(shù)節(jié)點(diǎn)爬坡時(shí)間，在整個(gè)工藝生命周期內(nèi)高效捕捉降低良率的缺陷。”
采用ExtractAI技術(shù)的新型Enlight系統(tǒng)是應(yīng)用材料公司有史以來成長(zhǎng)最快的檢測(cè)系統(tǒng)，該款產(chǎn)品已被運(yùn)用于客戶在全球領(lǐng)先的代工廠邏輯節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)中。20多年來，SEMVision系統(tǒng)始終是業(yè)界領(lǐng)先的電子束檢測(cè)設(shè)備，已有超過1500臺(tái)設(shè)備遍布于全球的客戶晶圓廠內(nèi)。