New-Tech Magazine | April 2020

: אתגרים 10 הלקוחותמצפים למכונותמדידהמהירותפי במערכותמדידה לבקרתשבבים, ברמת דיוקתת-ננו-מטרי

KLA יורם עוזיאל,

באורכי גל שונים, או שימוש במיקרוסקופ אלקטרוני וזוויות שונות של הקרנת אלקטרונים. פתרונות המלווים בהרבה אלגוריתמיקה ועיבוד אותות במטרה לסנן רעשים. . רעש מובנה במערכת המדידה 3 מערכות המדידה עצמן כוללות גם רעש מובנה בתוכן הנובע מאלקטרונים של חיישנים או מרעשים מכניים. לדוגמא, יכול להיווצר מצב של רעידות הנוצרות כתוצאה מהשפעות תרמיות. למעשה, מספיק שהטמפרטורה תעלה במעלה 3 אחת – כדי שהסיליקון יתפשט ביחס של למיליון. אם לא נדע למדל את ההתפשטות הזאת ולקחת אותה בחשבון מראש, בשלבי התכנון והכיול של המכונה – אזי המכונה לא תוכל לבצע מדידות מדויקות. . שינוע מהיר גורם לרעידות 4 עוד סיבה להיווצרות רעידות מקורה בצורך לשנע את פרוסת הסיליקון מתחת למיקרוסקופ האופטי בצורה מהירה מאד. שימוש בפתרונות מכניים ואלגוריתמים- פיסיקליים יכולים לסייע להתגבר על

האתגרים הכרוכים בביצועי מכונות המדידה, וכיווני פתרון אפשריים: . יכולת מדידה מדויקת בעלות סבירה 1 נדרשות טכנולוגיות שונות למדידת מיקום שכבות. נעשה שימוש במכונות אופטיות XRAY באורכי גל מתאימים, מתחומי לאורכי גל בתחום אינפרא-אדום, וגם במכונות מבוססות הדמיה באלקטרונים. לכל טכנולוגיה ישנם יתרונות ומגבלות. מכשירים אופטיים מהירים יותר, עלותם סבירה, אך ישנה בעיה הולכת וגוברת של דיוק המדידה. . שינויים בתהליכי הייצור, זניחים 2 מבחינת יצרן השבב, משנים את תוצאת המדידה הרכיבים התלת-מימדיים מאד מורכבים ולכן במהלך הייצור, לא פעם, המבנה שלהם משתנה. חלק מן השינויים אמנם לא מזיקים לשבב העתידי אך בהחלט מפריעים למכונות המדידה. כך לדוגמא, אם העובי של השכבה ישתנה - השבב ישאר תקין אך הבדיקה תיפגע. אתגר זה מחייב פתרונות המתבססים על פיזיקה מורכבת כמו למשל שימוש

הירידה בממדי השבבים והעלייה במורכבות שלהם הובילו בשנים האחרונות לעלייה משמעותית בכמות הבדיקות הנדרשות בעת ייצור השבבים, ולמעשה נוצר מצב בו מכונת המדידה צריכה להיות מדויקת יותר ממכונת ייצור השבבים. לעובדה כי השבבים עומדים בסטנדרטים הנדרשים וכי לא נפלו בהם פגמים בתהליך הייצור - יש כמובן חשיבות כלכלית עצומה. בנוסף, יצרני השבבים מפתחים תהליכי ייצור של מבנים ננו-מטריים תלת-ממדיים. הטווחים ) של מכונות Tolerance האפשריים ( הייצור יורדים. לדוגמא, מיקום שכבה על שכבה קודמת חייב להיות בטווח של ננו-מטרים בודדים. מכונת מדידת ) Overlay Metrology מיקום שכבות ( מייצרת מידע המאפשר לכייל את מכונות התהליכים: החל מתהליך הליטוגרפיה, ויתר התהליכים הכימיים כמו איכול ונידוף, כדי להגיע למיקום סופי של מאות השכבות הנדרשות בשבב האלקטרוני.

New-Tech Magazine l 38