提升半導體光刻設備生產效率 佳能推出晶圓測量機新品

來源：佳能

在日趨復雜的先進半導體制造工序中實現(xiàn)高精度的校準測量

佳能于2023年2月21日推出半導體制造用晶圓測量機“MS-001”，該產品可以對晶片進行高精度的對準測量※1。

在邏輯和存儲器等尖端半導體領域，制造工序日趨復雜，晶片更容易發(fā)生翹曲等形變。為了制造出高精度的半導體元器件，需要準確測量晶片的變形情況，并使用數臺半導體光刻設備將多達數層的電路圖進行高精度套刻，然后再進行曝光。為了實現(xiàn)高精度套刻，晶片表面用于定位的對準標記由數個增加至數百個。為此，分別在每臺半導體光刻設備中對數百個對準標記進行對準測量就非常耗時，從而降低了半導體光刻設備的生產效率。隨著新產品的應用，可以在晶片運送至半導體光刻設備之前統(tǒng)一完成大部分的對準測量，減輕在半導體光刻設備中進行對準測量操作的工作量，從而提高半導體光刻設備的生產效率。

1. 借助區(qū)域傳感器和調準用示波器新光源，可實現(xiàn)對準標記的高精度測量。

新產品“MS-001”所搭載的調準用示波器安裝有區(qū)域傳感器，可以進行多像素測量，降低測量時的噪音。另外，“MS-001”還可以對多個種類的對準標記進行測量。通過采用新開發(fā)的調準用示波器光源，新產品可提供的波長范圍比在半導體光刻設備中※2測量時大1.5倍，能夠以用戶所需的任意波長進行對準測量。因此，相較于在半導體光刻設備中所進行的測量，“MS-001”所能實現(xiàn)的對準測量精度要更高。

2.通過使用“Lithography Plus”實現(xiàn)預測性曝光校正

通過引進解決方案平臺“Lithography Plus”（2022年9月上市），可以將有關半導體光刻設備和“MS-001”的運轉情況的相關信息集中到“Lithography Plus”中。將“MS-001”在半導體器件的制造工藝中所獲取的測量數據和“Lithography Plus”所集中的信息進行對照監(jiān)測，就可以檢測出晶片表面對準信息的變化，并在半導體光刻設備上進行自動校正。這樣就可以實現(xiàn)從對準測量到曝光工序的集中管理，為降低CoO※3做貢獻。

※1. 制造半導體時要對多層電路圖進行重疊，為了定位，對晶片上用于對準的標記、即對準標記進行測量的工作叫對準測量。

※2. 與佳能現(xiàn)有半導體光刻設備相比較。（截至2023年2月21日）

Cost of Ownership的簡寫。是半導體生產所需要的總成本的指標。

【應用新產品后提高生產效率效果示意圖】

尖端半導體的生產需要進行100～700點的多點對準測量，如果引進“MS-001”的話，可以提高半導體光刻設備的生產效率，為用戶降低CoO做貢獻。

〈主要特點〉

借助區(qū)域傳感器和調準用示波器新光源，可以實現(xiàn)對準標記的高精度測量。

l“MS-001”所搭載的調準用示波器安裝有區(qū)域傳感器，可以進行多像素測量，降低測量時的噪音。另外，它還可以對多個種類的對準標記進行測量。

l通過采用新開發(fā)的調準用示波器光源，“MS-001”可提供的波長范圍比在半導體光刻設備中測量時大1.5倍，能夠以用戶所需的任意波長進行對準測量。因此，其所進行的對準測量比在半導體光刻設備中所進行的測量精度要更高。

調準用示波器的構造（示意）

通過使用“Lithography Plus”實現(xiàn)預測性曝光校正

通過引進解決方案平臺“Lithography Plus”（2022年9月上市），可以將有關半導體光刻設備和“MS-001”的運轉情況的相關信息集中到“Lithography Plus”中。將“MS-001”在半導體器件的制造工藝中所獲取的測量數據和“Lithography Plus”所集中的信息進行對照監(jiān)測，就可以檢測出晶片上對準信息的變化，在半導體光刻設備上進行自動校正。這樣就可以對從對準測量到曝光的各個工序進行集中管理，為降低CoO做貢獻。

Lithography Plus使用示意

〈半導體光刻設備用檢測設備的市場動向〉

在邏輯、存儲器、CMOS傳感器等尖端半導體領域，制造工序日趨復雜，半導體設備制造工廠為了制造出高精度的半導體元器件，需要提高套刻的精度，因而曝光前要測量的對準測量點也越來越多。如果在半導體光刻設備中對數量眾多的測量點進行對準測量的話，測量本身會非常耗時，進而就會降低半導體光刻設備的生產效率。

為此，半導體制造領域引進了晶圓測量機，將半導體光刻設備的對準測量功能分離出來，以此來確保生產的高精度和生產效率。預計未來對高精度晶圓測量設備的需求將會增長。（佳能調查）

（關于調準用示波器）

是一種可以讀取晶片上的對準標記并進行對準的設備。光刻設備要對電路圖進行多次重復曝光。其定位精度是非常準確的。如果不能對已經曝光的下層部分進行準確定位的話，整個電路的質量會降低，進而導致生產良品率的降低。如果用高爾夫來比喻其精度的話，它就相當于從東京到夏威夷的距離實現(xiàn)“一桿入洞”。

審核編輯黃宇