隨著半導體製程技術持續推進至最先進節點,隨機性(stochastics)變異已成為影響量產良率的最大障礙。根據Fractilia最新發表的白皮書,隨機性圖案變異導致晶圓廠每年損失高達數億美元,甚至使整個半導體產業面臨數十億美元的潛在損失。這份白皮書深入剖析隨機性落差(stochastics gap)的成因,並提出精準量測與機率分析的解決方案,為業界提供實現高效量產的藍圖。
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| Fractilia共同創辦人Edward Charrier與Chris A. Mack博士 |
隨機性變異是指半導體微影中因分子、光源及材料等原子級隨機行為所引發的誤差。Fractilia技術長Chris Mack指出,這些變異在研發階段或許影響有限,但進入高量產(HVM)階段,隨機性誤差卻顯著影響良率、效能與可靠度。例如,某些客戶在研發階段能成功圖案化12奈米的結構,但量產時卻因隨機性錯誤無法達到預期標準,導致生產延誤與成本激增。
過去,隨機性變異對良率的影響相對較小,因其效應遠低於關鍵臨界尺寸。然而,隨著極紫外光(EUV)及高數值孔徑極紫外光(High-NA EUV)技術的應用,微影能力大幅提升,隨機性變異在誤差容許範圍中的占比顯著增加,成為先進製程的瓶頸。Mack強調:「傳統製程控制方法已無法有效應對隨機性挑戰,縮減隨機性落差需要全新的機率分析與設計策略。」
Fractilia的白皮書首次以解析度角度剖析隨機性效應,提出三大解決方案:具備隨機性思維的元件設計、材料改良以及機率導向的製程控制。這些方法以精準的隨機性量測技術為基礎,協助製造商在量產階段穩定良率。
Mack表示:「隨機性落差是整個半導體產業的共同挑戰,但它並非不可克服。只要從精準量測開始,結合機率思維的設計與控制策略,我們就能有效化解這一問題。」
隨機性變異的影響不僅限於單一晶圓廠,而是制約當前電子產業的整體成長。隨著先進製程節點的持續縮小,隨機性問題的重要性將進一步凸顯。