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半导体敏感器件|2020年半导体敏感器件市场发展现状调查和供需分析

半导体工艺技术的路线发展 ， 无论是在存储技术的途径上 ， 朝着 3D NAND 和 DRAM 前进 ， 或是往逻辑器件的 FinFET 和 GAA(Gate-All-Around)结构迈进 ， 工艺技术越先进 ， 对于晶圆缺陷检测与控制的技术要求越高 。
晶圆缺陷检测技术分为光学和电子束技术 。 传统检测技术是以光学检测为主 ， 透过光学原理可以很快地大范围检测 。 然而 ， 随着半导体制程不断往下微缩 ， 光学检测在先进工艺技术的图像识别的灵敏度明显递减 ， 因此给了电子束检测技术一个大显身手的机会 。
根据中研产业研究院《2020-2025年半导体敏感器件市场发展现状调查及供需格局分析预测报告》
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相较于光学检测技术 ， 电子束检测技术的优势是灵敏度高 ， 但检测的速度较慢 。
电子束的原理 ， 是利用电子束扫描待测元件 ， 得到二次电子成像的影像 ， 通过对二次电子的收集 ， 以呈现的图像来解析晶圆在制程中的异常处 。 电子束检测的优势 ， 是比较不受某些表面物理性质的影响 ， 且可以检测很小的表面缺陷 ， 如栅极刻蚀残留物等 。
因此 ， 现在针对先进制程芯片的生产流程 ， 会同时使用光学检测与电子束检两种技术 ， 来互相辅助 ， 进而快速找到晶圆生产的缺陷并控制和改善 。 尤其 ， 也追求能即时检测出缺陷 ， 且尽可能在线上检测并进行控制 。
光学检测和电子束检测的配合流程 ， 是当光学检测系统在线上检测到缺陷后 ， 会用电子束再去检视 ， 重访已检测到的缺陷 ， 并采用高分辨率图像收集、提取 ， 以及先进的机器学习算法对缺陷进行分析和分类 。
这也是光学检测系统和电子束检测系统互相配合的优势 ， 可以即使的找出缺陷问题 ， 并进一步提升晶圆厂在先进制程上的良率和学习曲线 。
身为全球晶圆检测技术龙头的科磊 KLA 指出 ， 无论是三维器件结构 3D NAND 和 DRAM ， 或是用于逻辑器件的 FinFET 和 GAA(Gate-All-Around)结构 ， 晶圆厂都十分重视传统的缺陷控制策略 。
KLA 日前提出革命性的 eSL10 电子束图案化晶圆缺陷检查系统 ， 且该系统也导入深度学习算法 ， 将人工智能系统运用于其中 。
KLA 指出 ， eSL10 的研发是始于最基本的构架 ， 针对研发生产存在多年的问题来寻求突破口 ， 可提供高分辨率、高速检测功能 ， 是目前市场上任何其他电子束系统都难以比拟的 。
KLA 近一步指出 ， 该技术可以辅助极紫外线(EUV)光刻技术的芯片 ， 因为它能检测出常规光学或其他电子束检测平台无法捕获的缺陷 。
eSL10 电子束检测系统能弥补对关键缺陷检测能力的差距 ， 其独特的电子光学设计提供了在业界相对比较广泛的操作运行范围 ， 能够捕获各种不同制程层和器件类型中的缺陷 。
再者 ， KLA 提出 Yellowstone 扫描模式每次可以扫描收集 100 亿像素的信息 ， 支持高速运行的同时 ， 并不会影响分辨率 ， 以在较大区域内也能高效地研究潜在弱点 ， 实现缺陷发现 。
另外 ， Simul-6 传感器技术可以通过一次扫描 ， 同时收集表面、形貌、材料对比度和深沟槽信息 ， 从而减少具有挑战性的器件结构和材料中 ， 识别不同缺陷类型所需的时间 。
KLA 电子束部门总经理 Amir Azordegan 表示 ， 利用单一的高能量电子束 ， eSL10 系统将电子束检测性能提升到了一个新水平 。 在此之前 ， 电子束检测系统不能兼顾灵敏度和产能 ， 严重限制了实际的应用 。
经过采用全新的方法来设计电子束的架构和算法 ， eSL10 系统可以解决现有设备无法解决的问题 。 再者 ， 目前 KLA 也将电子束检测列入对制造尖端产品至关重要的设备清单 。
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