

8 月 28 日,第十二届张江高科·芯谋研究集成电路产业领袖大会分论坛在上海张江举办。分论坛分设两场——设备材料零部件分论坛与硅光和算力芯片分论坛,来自半导体产业链各环节的企业代表、专家学者齐聚一堂,围绕最新的产业趋势、前沿技术与市场走势展开深入分享。
御微半导体总裁王帆博士在设备材料零部件分论坛上做了题为《量检测解决方案助力 IC 制造良率提升——工艺演进下的挑战与创新》的精彩分享。
王帆开场即点明量检测在半导体产业中的位置:“半导体设备是信息产业的基石。”1300 亿美元以上产值的设备行业,支撑起 1 万亿美元以上的芯片制造、5 万亿美元以上的电子系统和 20 万亿美元以上的广义信息产业。
他现场做了一个测算:先进半导体工艺包含 1000 道以上制程环节,即使每道良率 99%,最终良率也只有 0.0043%,“根本无法支持大规模量产。”正因如此,量检测成为提升芯片制造良率与过程控制的关键。
王帆用一个形象的比喻描绘量检测精度的跃迁:在 28nm 节点做缺陷检测,相当于在整个上海市里找一枚一分硬币;到 14nm 是找一粒黄豆;再到 2nm,就相当于在上海市里找一粒芝麻。相应的,套刻测量重复性精度需要从 28nm 节点的 0.4nm 一路推进到 2nm 节点的 0.1nm。
工艺演进带来了全新的量检测挑战:逻辑制程从 FinFET 到 GAA、Forksheet、CFET,三维堆叠对键合工艺层界面、边缘缺陷及亚纳米级三维形貌表征提出多重难题;存储制程走向 3D DRAM、3D NAND 突破千层堆叠,大翘曲晶圆与高深宽比 TSV 给套刻量测带来新的困难;先进封装从 CoWoS 走向 CoPoS,混合键合界面、跨芯粒套刻对准与深层缺陷检出能力持续被推向极限;掩模制造随节点提升、OPC 走向 ILT/曲线掩模,LER 缺陷与污染控制难度大幅增加。

围绕这些挑战,御微半导体基于七项核心技术——高精度高产率同步、纳米级光电传感器测量、高速低延迟电子学、算法+软件、纳米级精密运动、高分辨率成像光学、精密机械系统——构建了覆盖掩模基板、掩模版、晶圆制造与先进封装四大领域的产品矩阵。掩模基板缺陷检测精度从 200nm 不断迭代到 几十纳米级别;掩模图形检测波长从 355nm 演进到 193nm。
“这里面用到的光源、照明、物镜、运动台,基本上是半台光刻机的难度”王帆指出。晶圆缺陷检测灵敏度、产率持续提升,套刻量测 TMU 也不断精进。
此外,公司还推出了亚纳米级掩模位置误差测量设备、原子力显微镜 APEX 系列,以及基于 AI-ADC 的自动缺陷分类系统——日均可处理 200 万张图片,关键缺陷零漏检。
御微半导体 2019 年成立于上海张江,目前已在国内 30 多个城市发运超过 400 台产品,覆盖先进逻辑、存储、模拟、功率、传感器等各类应用。王帆最后表示,量检测的发展离不开客户与产业链上下游的密切协同:“御微从成立第一天就致力成为半导体设备行业第一梯队的技术提供者,我们希望与新老朋友一起,共创行业的美好未来。”

